1900年以前，中国土地上的铁路都是外国人设计建造的，外国人为什么帮中国人建造铁路呢？主要是通过筑路来掠夺中国的财富，使中国越来越穷。
1903年，清朝政府决定建造一条新铁路——京张铁路。消息一传出去，英国和俄国都来争夺筑路权，想派他们的人来当总工程师。这两个列强国家你争我抢，互不相让，最后约定：如果京张铁路由中国工程师自己设计、修建，他们就都不过问。他们认为：贫穷落后的中国，根本就不可能有这样一个人。
可是，偏偏就真有这么样的一个人，挺身而出，担任了京张铁路会办兼总工程师，他就是詹天佑。
詹天佑，字着成，是我国著名的工程学专家，生于广东南海县。
詹天佑八岁进私塾读书，他天生聪明好学，但讨厌四书五经和八股文。他最感兴趣的是工程、机械等新知识，用泥巴捏火车、捏机器，他的身上常装着小齿轮、发条、螺丝钉、镊子等等，一有空就摆出一大堆。同伴们都说他是“机器迷”。
1871年，詹天佑十一岁的时候，就以优异的成绩成为了第一批公费出国留学的预备生。
1872年，第一批留洋学生三十人登上征程，詹天佑第一次乘轮船、坐火车，对着洋玩意儿特别着迷。中国人为什么不能造火车、轮船？他暗下决心：出国后奋发学习，用科学来振兴祖国。
在美国，他学的是耶鲁大学土木工程系铁路工程专业，各门功课成绩都很好。这一次担任京张铁路总工程师，正是他施展才华的好机会。
京张铁路由北京到张家口，全长两百多公里，要经过内外长城之间的燕山山脉，沿途崇山峻岭，地形险要复杂，特别是南口往北经居庸关、青龙桥到八达岭一线，净是悬崖峭壁，坡度极陡，工程十分艰巨，历来被人们称为是难以筑路的“关沟段”。
英俄列强没有修上京张铁路，心里十分不高兴，傲慢的洋大人们站在一边看笑话呢！他们断定：“中国人是修不成这条铁路的！”他们甚至还挖苦说：“中国能开凿关沟段的工程师，还在娘胎里没有出世呢！”“中国人想不靠外国人，自己修铁路，就算不是梦想，至少也得再等十年！”
这些难听的流言蜚语，都传到詹天佑的耳朵里了，詹天佑深知自己肩上担子的沉重，他暗暗地下定建路决心，并且经常用这样的话勉励自己和身边的工作人员：“无论成功或失败，都绝不是我们自己的成功和失败，而是关系到我们的国家和民族的声誉！”
强烈的民族意识和爱国之心，给了詹天佑无穷的力量和博大的智慧。他把总工程师办公处搬到工地上，冒着塞外的寒风和黄沙，白天翻山越岭勘察、测量，夜晚回来，就在油灯下精心绘图，一点一点计算。白天，他跑得最多、最远；夜晚，他屋子里的灯光亮得最长、最久。
他靠着双腿几乎走遍了整个工程地区，获取了全部有关数据、资料，制订了“花钱少、质量好、完工快”的理想方案。为了解决“关沟段”隧道深长难挖的困难，他采用了分段施工、中间凿进的施工办法；为了减少隧道的开挖长度、节约工时和资金，他还创造了一种“人”字形线路的筑路方法。
经过詹天佑和全线一万多技术人员、工人四年的辛勤劳动，京张铁路终于在1909年9月25日全线通车。这是第一条由中国人设计、中国人修建而成的中国铁路。
在盛大的通车典礼上，许多外国工程师们连声称赞工程的质量好，速度快。詹天佑设计的“人”字形线路，开挖隧道的“竖井施工法”，都在中国铁路史上写下了辉煌的一页，同时又被看做是筑路工程上的绝技。当初那些站在一边讥笑、嘲弄、等着看中国笑话的洋大人们，在铁的事实面前哑口无言了，他们也不得不佩服中国人有才干。
詹天佑不愧为设计、修建中国铁路第一人！