L'histoire des chemins de fer français commence au début du . Le développement de la voie ferrée en France repose en grande partie sur une forte volonté politique de l'État dans les orientations choisies et les moyens mis en œuvre.
Cependant, c'est l'initiative privée qui est à l'origine des premières lignes et l'État intervient tardivement pour organiser ce secteur d'activité et créer les règles et normes nécessaires en termes économiques et de sécurité.
Par ailleurs, la France a longtemps possédé un important réseau secondaire, en différents écartements, généralement créé à l'initiative des départements, et exploité par des compagnies privées.
Depuis 1937, la majeure partie du réseau ferroviaire est exploitée par la Société nationale des chemins de fer français : la SNCF.
À son apogée avant la Première Guerre mondiale, le réseau ferroviaire français a ainsi compté près de 70 000 kilomètres de lignes nationales ou locales, alors qu'il n'en compte plus qu'environ 24 000 au début du ..
thumb|upright=1.7|Carte animée de l'évolution du réseau ferroviaire d'intérêt général de 1827 à nos jours.|link=File:Railway map of France - animated - fr - medium.gif
Les débuts
Avant l'avènement du chemin de fer en France, le système de transport rapide est assuré par les diligences qui atteignent à partir des années 1780 la vitesse moyenne d'un cheval au trot (soit 10 à ), et les malle-postes qui atteignent pratiquement le galop d'un cheval (16 à ) au milieu du .
Nombreux sont les témoignages de la révolution opérée par l’usage du train dans la durée des déplacements. Ainsi, Alexandre Dumas note qu’en 1828 il fallait 14 heures pour se rendre de Paris à Rouen par la diligence quand, 20 ans plus tard, le chemin de fer réduisait le trajet à trois heures et demie..
Alors que les chemins de fer se développent plus tôt ou plus rapidement au début du au Royaume-Uni, en Allemagne, Belgique ou Suisse, la France prend du retard à cause des guerres napoléoniennes, la reconstruction monopolisant de lourds investissements qui feront défaut à la création des premières lignes qui sont d'abord courtes, servant à relier des villes voisines ou à donner aux cités minières et industrielles un débouché vers une voie d'eau. De plus, la France dispose d'un réseau routier (routes royales et départementale) et surtout d'un réseau de canaux et d'une batellerie bien développés, et les mentalités ne sont pas encore prêtes à ce changement du mode de transport.. Ainsi, les Ponts & Chaussées définissent, dans les années 1840, les chemins de fer comme des « canaux secs », simples compléments des canaux d'eauLa conception du canal fonctionnel..
Le développement des premières lignes de chemin de fer (réseau ferroviaire centralisé composé de lignes radiales reliant Paris à de grandes agglomérations) qui permettent d'atteindre ouvre un grand marché agricole national aux régions de production enclavées, leurs débouchés étant limités jusque-là par un temps de transport trop long pour leurs denrées périssables.
Au , le besoin d'unifier l'heure sur tout le territoire se fait sentir, notamment avec l'essor du chemin de fer et l'impossibilité de régler les horaires des trains sur des heures locales variant d'un point géographique à un autre. Pour la régularité du service des trains, les chemins de fer prennent l'heure d'origine des réseaux français, c'est-à-dire celle de Paris mais, pour favoriser les voyageurs non ponctuels, on décide que l'heure du chemin de fer serait en retard de cinq minutes sur l'heure de Paris..
Dates importantes Les bases du réseau thumb|upright=1.7|Quatre trains de la ligne de Saint-Étienne à Lyon :- train de voyageurs en traction équestre ;- train de marchandises en traction équestre ;- train de voyageurs en descente gravitaire ;- train de houille, tiré par une locomotive antérieure à 1840. 300px|vignette|droite|Train impérial vers 1854 sous Napoléon III. 1814, l'ingénieur en chef des mines Pierre Michel Moisson-Desroches adresse à Napoléon un mémoire intitulé : Sur la possibilité d'abréger les distances en sillonnant l'empire de sept grandes voies ferrées. Ce mémoire centrait sur Paris ces sept voies ferrées. Il sera repris en 1838 par Baptiste Alexis Victor Legrand. 26 février 1823 : la première concession d'une ligne de chemin de fer en France, par ordonnance du roi Louis XVIII, est celle de la ligne de Saint-Étienne à Andrézieux, , concédée à perpétuité à messieurs Beaunier et de Gallois pour le transport de houille. Cette ligne, mise en service le , est donc la première d'Europe continentale. La traction des wagons était assurée par des chevaux. 7 juin 1826 : la ligne de Saint-Étienne à Lyon, , est concédée aux frères Seguin. Elle fut ouverte de 1830 à 1832. Cette ligne entre en concurrence avec le canal de Givors à Rive-de-Gier qui connaît un grand succès depuis son ouverture en 1780. Mais la mauvaise gestion de ce canal facilite la tâche au chemin de fer dans sa course au monopole. C'est la première ligne de voyageurs payants, en 1831. 27 août 1828 : concession de la ligne d'Andrézieux à Roanne, , ouverte de 1832 à 1833. En réalité, cette ligne n'aboutit pas à l'origine à Roanne, la municipalité lui ayant refusé son territoire, mais s'arrête au Coteau, sur l'autre rive de la Loire, et dessert le port des Varennes. Là, une estacade permettait le transbordement du charbon dans les bateaux descendant la Loire et, ultérieurement, le canal de Roanne à Digoin, alors en construction (il ouvre en 1838). La Loire est franchie par un pont ferroviaire fin 1858, pour raccorder la ligne à celle du Bourbonnais. Entre Balbigny et Le Coteau, cette première ligne suivait un tracé différent de l'actuel, et on peut encore en trouver des vestiges bien visibles : tranchées et remblais reconvertis aujourd'hui en chemins vicinaux, et le plus ancien bâtiment ferroviaire de France encore existant, qui abritait la machine à vapeur fixe de Biesse (Saint-Marcel-de-Félines, Loire), construit en 1832 pour le plan incliné qui fut le premier construit en Europe continentale. Il est en cours de classement comme monument historique. : concession à perpétuité du Chemin de fer d’Épinac à Pont d’Ouche, au profit de la Compagnie des houillères et du chemin de fer d’Épinac. Ce chemin de fer industriel de fut construit par Samuel Blum, pour le transport de la houille du gisement d’Épinac au canal de Bourgogne. À l’origine, ce chemin de fer à traction animale comportait des plans inclinés. À la suite de nombreuses vicissitudes, le chemin de fer est repris par l’État qui le confie ensuite au PLM. : inauguration de la ligne Paris - Saint-Germain-en-Laye. C'est la première ligne de France conçue uniquement pour le transport de voyageurs et exploitée avec des locomotives à vapeur. Concédée le , longue de parcourus en 25 min (correspondant au parcours entre Paris et Le Pecq, rive droite de la Seine, côté bois du Vésinet (avant son urbanisation), elle est construite par l'ingénieur Eugène Flachat, à l'initiative des frères Pereire. Le pont de bois traversant la Seine ne pouvait supporter une ligne ferroviaire et le voyage vers Saint-Germain-en-Laye s'achevait en diligence (patache). Après la déviation de la ligne et la construction d'un pont ferroviaire, la ligne prolongée vers Saint-Germain-en-Laye est inaugurée le . : concession de la ligne de chemin de fer de Bordeaux à La Teste (proche d’Arcachon) à la Compagnie du même nom créée en 1838 par l’ingénieur Fortuné de Vergès, sur un projet de 1835 du notaire Louis Godinet. L’ouverture de la ligne eut lieu en 1841. En 1853, la ligne, en grande difficulté financière, est remise par l’État à la Compagnie du Midi des frères Péreire. : inauguration de la ligne Abscon - Saint Waast concédée à perpétuité le . Chemin de fer à caractère industriel long de exploité par Compagnie des mines d'Anzin jusqu’à sa nationalisation en 1946. Outre le transport de la houille, ce chemin de fer assurait un service voyageur. 1838, Baptiste Alexis Victor Legrand trace le réseau grandes lignes en étoile centrée sur Paris, connu sous le nom d'Étoile de Legrand, similaire au réseau routier du , et qui influença fortement la géographie économique et sociale de la France. Il reprend l'essentiel du mémoire de Pierre Michel Moisson-Desroches. 9 juin 1839, inauguration de la ligne de Montpellier à Sète (anciennement Cette). 15 juin 1839, inauguration de la ligne Nîmes – Beaucaire construite par la Compagnie des Mines de la Grand’Combe et des chemins de fer du Gard. 2 août 1839, inauguration de la ligne Paris - Versailles par le duc d'Orléans, concédée le . , inauguration de la ligne de Mulhouse à Thann créée par Nicolas Koechlin (Compagnie du chemin de fer de Mulhouse à Thann) , La ligne de Nîmes à la Grand’Combe est ouverte officiellement , inauguration de la ligne Paris – Corbeil, d’une longueur de 30,250 km, par la Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans, depuis la gare de Paris-Austerlitz, en suivant la rive gauche de la Seine. La présence de nombreux moulins le long de la rivière Essonne à Corbeil et de magasins à grains, avait justifié l'intérêt de cette ligne. La ligne de Paris à Corbeil reliait la gare d’Austerlitz à l’embarcadère de Corbeil et comportait six stations : Choisy-le-Roi, Ablon, Mons, Viry, Ris et Evry. 1841, inauguration de la ligne de Strasbourg-Ville à Saint-Louis entre Koenigshoffen et Saint-Louis, , première ligne internationale européenne, construite et exploitée par Nicolas Koechlin pour le compte de la Compagnie du chemin de fer de Strasbourg à Bâle. 8 mai 1842, accident de Meudon, première catastrophe ferroviaire en France. , « Charte » des chemins de fer : la loi relative à l'établissement des grandes lignes de chemin de fer, fixant le régime des chemins de fer en France, crée un modèle original de partenariat public-privé. L'État devient propriétaire des terrains choisis pour les tracés des voies et il finance la construction des infrastructures (ouvrages d'art et bâtiments). Il en concède l'usage à des compagnies qui construisent les superstructures (voies ferrées, installations), investissent dans le matériel roulant et disposent d'un monopole d'exploitation sur leurs lignes. , premier bureau ambulant sur la ligne de chemin de fer de Strasbourg à Bâle. , premier raccordement au réseau d'un pays voisin, entre Tourcoing et Mouscron (Belgique) : Ligne de Fives à Mouscron (frontière) (Ligne 75 en Belgique) 1842-45 : raccordement de Nîmes à Montpellier (créant "l'étoile" Sète-Beaucaire-La Grand' Combe). À cette occasion, édification des gares de style néoclassique de Nîmes et Montpellier, dont les façades monumentales existent toujours.
Les grandes compagnies right|200px|thumb|En 1897, Bordeaux n'est déjà plus qu'à 8h de Paris. 1859, conventions ferroviaires État-compagnies : à l’inspiration du duc de Morny, les lignes concédées sont réparties en six grandes compagnies. 1878, nationalisation des réseaux ferroviaires des Charentes (naissance du réseau de l'État). , loi adoptant le plan Freycinet qui prévoit un programme de travaux destiné à porter le réseau ferré d'intérêt général de kilomètres environ (dont en exploitation) à , en y incorporant de lignes nouvelles à construire (incluant km de lignes d'intérêt local déjà concédées). Ce plan qui devait permettre de desservir toutes les sous-préfectures fut quasiment achevé en 1914. , loi portant approbation des conventions avec les six grandes compagnies (Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée, Compagnie d'Orléans, Compagnie du Midi, Compagnie du Nord., Compagnie de l'Est, Compagnie de l'Ouest).