Паровоз
На обеих указанных дорогах паровозы были заграничного производства. Годом начала русского паровозостроения можно считать 1845, когда Александровский завод в Санкт-Петербурге выпустил первые паровозы: товарные типа 0-3-0 (часть позже была переделана в тип 1-3-0 — "впервые в мире") и пассажирские типа 2-2-0. Через год эти паровозы начали работать на ещё строящейся магистрали Санкт-Петербург — Москва, а 1 ноября 1851 года крупнейшая в мире на тот момент времени двухпутная железнодорожная магистраль была официально открыта, благодаря чему время в пути между двумя крупнейшими в стране городами сократилось с трёх суток до менее чем 22 часов. На 1860 год в России было менее 1000 км магистральных железных дорог, и мощностей одного паровозостроительного завода вполне хватало. Однако уже в середине 1860-х в стране начинается рост строительства железных дорог, что соответственно приводит и к росту потребностей в паровозах. 15 марта 1868 года царское правительство заключает контракты с рядом российских заводов на срок в 5 лет по строительству паровозов. В следующем году свои первые паровозы выпускают Камско-Воткинский и Коломенский заводы, причём последний сразу показывает высокий темп производства и вскоре становится крупнейшим локомотивостроительным предприятием в России. В 1870 году начинают строить паровозы заводы Невский и Мальцевский.
Николаевская железная дорога
В 1798 году был учреждён Департамент водяных коммуникаций, к которому в 1800 году присоединили Экспедицию устроения дорог в государстве — Россия получила центральный орган по строительству и эксплуатации путей сообщения. В структуре департамента находился особый отдел «по учебной части», в модельном кабинете которого экспонировались копии инженерных сооружений и механизмов, в частности, модель и описание «чугунной дороги для перевозки тяжестей». В 1809 году вместо Департамента водяных коммуникаций были образованы Главное управление водяными и сухопутными путями сообщения, Корпус и Институт Корпуса инженеров путей сообщения. В структуре Управления находилось три отдела: водяных, сухопутных сообщений и торговых портов. Корпус инженеров отвечал за строительство и эксплуатацию всех видов путей сообщения, Институт — за подготовку кадров. В 1835 году курс построений Института был дополнен разделом о построении железных дорог.
В России эксплуатация железных дорог началась в конце XVIII века на промышленных предприятиях и на крупных стройках. Первая железная дорога с паровозной тягой была открыта в 1834 году на Нижнетагильском металлургическом заводе Демидовых. На ней использовались первые русские паровозы, изготовленные отцом и сыном Черепановыми.