Osobnym zagadnieniem związanym z rangą bydgoskiego węzła kolejowego była lokalizacja Dyrekcji Kolei Wschodniej w Bydgoszczy. Była to pierwsza państwowa dyrekcja kolei w Polsce, w Europie i na świecie. W zasięgu działania Dyrekcji (według stanu na koniec 1894) czynnych było 4833 km linii kolejowych na obszarze sięgającym od Berlina po Białystok i Kłajpedę. Dyrekcja od 1852 przejęła nadzór nad wszystkimi zagadnieniami dotyczącymi rozbudowy i eksploatacji kolei we wschodnich prowincjach Prus. Jako pierwsza na ziemiach polskich zajmowała się również rozliczaniem przewozów międzynarodowych (od 1875). Dyrekcja Kolei Wschodniej w Bydgoszczy była najważniejszą i najbardziej prestiżową instytucją, jaka została zlokalizowana w Bydgoszczy w II połowie XIX wieku. W 1889 oddano dla tej instytucji nowy gmach, który należał do najbardziej okazałych budynków użyteczności publicznej, jaki wzniesiono w Bydgoszczy w okresie pruskim. W 1895 w wyniku reorganizacji kolejnictwa pruskiego powstały kolejne dyrekcje kolei państwowych w Gdańsku, Poznaniu i Królewcu, a obszar zarządzania przez dyrekcję bydgoską zmniejszył się.