京张铁路建设背景较短。
张家口是北京进入内蒙古的关键，也是南北商旅的必经之路。京张铁路的修建具有明显的军事、经济和政治价值。
该计划一经提出，就遭到了中国列强的激烈争夺。最强大的国家英国必然获胜，把长城以北作为自己势力范围的俄罗斯也不会让步。双方相持不下，最后达成协议:如果清廷不借外债，不动用外国工匠，由中国人自主建造，双方互不伸手。
1905年4月，直隶总督袁世凯上书朝廷，申请修建铁路，预算500万两白银，并在奏折中提出用中国资本代替外国工匠的主张。当时内外铁路(1907更名为京丰铁路)运营良好，盈利可观。他提出用关外铁路的营业收入来修建京张铁路。
与此同时，关外铁路总经理梁汝豪向袁世凯推荐詹天佑。他说，京张铁路是通往内蒙古的重要通道，任何国家都不能染指。他是唯一能担负起京张铁路重任的中国人，我愿意用自己的身体担保。袁世凯听了推荐，决定用“海龟”詹天佑。
1905年5月，袁世凯向清廷呈报了修建京张铁路从丰台到张家口三段360余里的计划。由于当地商人几年来的反复请求，以及加强与外蒙古政治联系的考虑，请求最终被正式批准。随后，京张铁路局在天津成立，洋务派重要成员陈昭任常任总经理，詹天佑任总经理兼总工程师。
扩展数据
京张铁路9月开工，1905。整个旅程分为三段。首段丰台至南口于9月1906全面通车。第二段为南口至青龙桥关沟段。官沟段穿越杜军山，山川沟壑纵横，曲线半径182.5米，隧道4座，长1644米。这项工程非常艰巨。
首先要打通居庸关、五桂头、石佛寺、八达岭四条隧道。最长的八达岭隧道为1092米，不仅需要精确的计算和正确的指挥，还需要新的开山机、通风机和水泵。前者对詹天佑来说不是问题，后者在当时的中国完全没有，只靠工人之手，他们只是克服了很多困难。
其次，关沟段不仅地势陡峭，坡度也很大，最大坡度为33‰(即每1，000米坡度上升33米)。当时列车最大爬坡率只能达到25‰，工程难度可想而知。
詹天佑借鉴了美国高山铁路的设计，在青龙桥设计了一条人字形铁路，也叫之字形轨道，把“长度”变成了“高度”，从而减小了高度差，成功解决了汽车不能爬坡直接转弯的问题。9月，1908，第二标段工程完工。
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