1 ноября 1851 года было открыто железнодорожное сообщение между Санкт-Петербургом и Москвой. Протяженность железной дороги составила 644 км. Пассажирские поезда преодолевали этот путь за 18 часов.
Высочайшее утверждение линия будущей железной дороги получила в апреле 1843 года, и уже в мае этого года начались строительные работы. Железная дорога строилась сразу на два пути. Работы производились преимущественно вручную с помощью конной тяги, однако между станциями Валдайка и Березайка применялись паровые землекопные машины, схожие по конструкции с современными экскаваторами.
Для обеспечения дороги подвижным составом также в 1843 году Главному управлению путями сообщения был передан Александровский чугунолитейный завод (ныне Октябрьский электровагоноремонтный завод). К открытию железнодорожной линии здесь было построено 43 пассажирских паровоза, 121 товарный паровоз и 2500 вагонов разных типов.
Трасса, ставшая в то время самой протяженной в мире двухпутной магистралью, была построена за 8,5 лет. На линии Санкт-Петербург – Москва расположились 34 пассажирские станции, были построены 69 каменных и чугунных труб, 19 путепроводов и 184 моста, в том числе первый в стране разводной мост через реку Волхов.
Первоначально с обоих концов железной дороги каждые сутки отправлялось по два пассажирских поезда и по четыре товарных. Уже в первый год эксплуатации по дороге перевезли 780 тыс. пассажиров и более 160 тыс. тонн грузов, что почти втрое превысило расчетные тарифы.