بنابراین تا پیش از دوره رضاخان، ایران آنچه از راه‌آهن داشت به شرح زیر بود: راه‌آهن تهران- عبدالعظیم به طول ۶ کیلومتر که در ۱۲۶۲ خورشیدی درست شده بود و راه‌آهن جلفا- تبریز که در ۱۲۹۵ خورشیدی احداث شده بود. راه‌آهن میرجاوه تا زاهدان که انگلیسی‌ها در دوران جنگ جهانی اول برای اهداف نظامی خود ساختند، راه‌آهن رشت- پیربازار به طول ۹ کیلومتر که به‌وسیله روس‌ها در ۱۲۹۶ خورشیدی ساخته شد. به‌جز راه‌آهن‌های فوق تعدادی راه‌آهن‌های کوتاه نیز در سال‌های قبل کشیده شده بود که متروک مانده بودند. در مورد راه‌آهن، نقطه آغاز تصویب قانون اجازه انحصار دولتی بر مالیات قند و چای در ۹ خرداد ۱۳۰۴خورشیدی در مجلس پنجم بود که به موجب آن خرید و فروش و صدور چای و قند و شکر تماما به انحصار دولت درآمد تا عایدات آن صرف احداث راه‌آهن سراسری ایران شود. این از ابتکارات صنیع‌الدوله بود که سال‌های پیش مطرح کرده بود. رضاخان درخصوص اهمیت راه‌آهن در سخنرانی‌های خود با اشاره به خشکسالی، قحطی و نگرانی‌های دائمی گذشته درباره تامین ارزاق عمومی، گفت با ایجاد و گسترش راه‌ها و ترقی وسایل حمل‌ونقل این نگرانی برای همیشه رفع می‌شود و از نمایندگان خواست که برای تحقق این هدف با دولت همراهی کنند. بنابراین در اول اسفند ۱۳۰۵خورشیدی مخبرالسلطنه (مهدی قلی‌خان هدایت) وزیر فواید عامه لایحه احداث راه‌آهن سراسری را به مجلس ششم برد و در مورد توجیه مسیر آن از شمال تا جنوب سخنرانی کرد.

این طرح پس از مخالفت‌های زیاد تصویب شد و رضاخان در ۲۳ مهرماه ۱۳۰۶ خورشیدی نخستین کلنگ ساختمان راه‌آهن سراسری را در تهران جایی که ایستگاه راه‌آهن تهران ساخته شد، بر زمین زد. در آغاز عملیات ساخت راه‌آهن زیر نظر مهندسان مشاور آمریکایی و یک کارشناس آلمانی و با نظارت دولت ایران انجام شد اما در بهار ۱۳۰۷خورشیدی ساختمان راه‌آهن به سندیکایی متشکل از یک شرکت آمریکایی و سه شرکت آلمانی واگذار شد. عملیات از شمال و جنوب آغاز و مسوولیت بخش جنوبی آن به آمریکایی‌ها و مسوولیت بخش شمالی آن به آلمانی‌ها واگذار شد. همچنین در ۱۳۱۲ خورشیدی یک سندیکای اسکاندیناویایی به نام کامپساکس عملیات را بر عهده گرفت و کار را به چند شرکت اروپایی واگذار کرد. سرانجام دو بخش شمالی و جنوبی راه‌آهن ایران در تاریخ چهارم شهریور ۱۳۱۷ خورشیدی در منطقه شازند اراک به‌هم رسیدند. این خط بندر شاهپور(بندر امام خمینی) را در غرب خلیج فارس به بندر شاه(بندر ترکمن) در شرق مازندران به‌هم پیوند می‌داد.