日本の鉄道史（にほんのてつどうし）では、日本の鉄道の展開過程について述べる。
日本の鉄道開業は1872年10月14日（太陽暦）、新橋・横浜間が開通した日とされ、この日を「鉄道の日」と定めている。
草創期 日本人と鉄道との出会い 1825年、蒸気機関を利用する鉄道が初めてイギリスで実用化された。この技術は約30年後、幕末（1853年）の日本に蒸気車の模型として到来した。
イギリスでの鉄道発祥 thumb|right|ロンドンの科学博物館に展示されているロケット号 世界で最初の蒸気鉄道は、1825年にイギリスで開業した、炭鉱で産出した石炭を運搬する目的でストックトンとダーリントン間約40 kmに設営されたストックトン・アンド・ダーリントン鉄道である。機関車としてジョージ・スチーブンソンが設計したロコモーション号が使用された。この鉄道は石炭輸送を主目的としていたが、旅客の依頼があれば線路上を馬に牽引された車両（馬車）で利用することができた。ちなみにここで採用された軌間4フィート8インチが、国際標準軌間の4フィート8インチ1/2 (1,435 mm) の基本になったとされる。本格的な客貨両用鉄道は1830年にイギリスで開通したリバプール・アンド・マンチェスター鉄道で蒸気機関車ロケット号を使用した。その後鉄道は先進各国で産業発展の担い手として発達して行った。
模型鉄道との出会い
日本で初めて走った鉄道は、艦船に積んで運ばれてきた蒸気車の模型であった。幕末の1853年（嘉永6年）7月、ロシアのエフィム・プチャーチンが率いる4隻の軍艦が長崎に入港して江戸幕府と開国の交渉を行った。約半年におよぶ滞在期間中に何人かの日本人を艦上に招待し、蒸気車の模型の展示運転を行った。招待されたのは幕府の川路聖謨、佐賀藩の本島藤太夫、同じく中村奇輔らで、彼らは藩に戻って藩主に報告した。
長崎に続いて、1854年、横浜で蒸気車の模型が走った。これはペリーが2回目の日本訪問に際し、マッキンリー大統領から将軍徳川家定への親書と共に献上品として持参したものである。模型といえど機関車には機関士が乗って運転し、客車は6歳の子供なら中に入れるかどうか、という大きなものであった。これを見て幕臣河田八之助が、客車の屋根にまたがれば乗れるのではないかと交渉の上、乗車したというのが、日本の地で客車に「乗った」初の日本人である。またこの模型を江川太郎左衛門も見物し、自らの手で運転したいと申し出て、運転を成功させている静岡新聞社『ふるさと百話 12』 pp. 138-139。
長崎での展示から2年後の1855年（安政2年）2月、佐賀藩精煉方の「からくり儀右衛門」こと田中久重が、蒸気機関車の模型を完成させた。
最初の実験線 1865年（元治2年）、現在の長崎電気軌道 メディカルセンター電停付近に相当する600 mの区間で、トーマス・グラバーが日本人に鉄道を紹介するためにレールを敷設して長崎の人達を乗せて走った。編成は蒸気機関車「アイアンデューク号」と客車2両。現在もモニュメントが残っている。
この際に使われた機関車について長崎史談会で幹事を務める井手勝摩が調査を行っており、武藤長蔵の講演内容と、それに引用されたアレキサンダー・クラークの記録、これらと中国の鉄道史を勘案し、鉄道ピクトリアル1960年（昭和35年）1月号に発表した小熊米雄の記事、県立長崎図書館副館長時代に本馬貞夫が発見した、デモ走行を実見した平松儀右衛門の旅行記の内容を突き合わせている。その結果、グラバーがジャーディン・マセソンの香港支店経由で輸入したものは、元々呉淞鉄道のためにイギリスから香港へ送られたもので、軌間762 mmの小形機関車と客車であり、その後再び中国に渡るが、上海ではなく北京でデモ走行を行ったのではないか、としている大浦で走ったアイアン・デューク号はその後どうなった - 長崎史談会平成25年9月号 №73（2017年5月26日閲覧）。
この説が正しいとすれば、ブロードゲージ（7 ft 1⁄4 in = 2,140 mm）の高速機で、1865年当時英国で現役にあったグレート・ウェスタン鉄道のアイアン・デューク号（1847年製造 - 1871年廃車）とは名前こそ同じであるが、全くの別物であったと考えられる。現在長崎市にあるモニュメントに描かれた機関車もグレート・ウェスタン鉄道のアイアンデューク級であり、よって、これも史実とは異なることとなる。
鉄道開通
官営鉄道建設の決断 thumb|right|浮世絵に描かれた横浜の鉄道と船|225x225ピクセル 明治時代に入り、政府は官営による鉄道建設を決定し、新橋 - 横浜間の鉄道建設が始まった。
京都で王政復古の大号令が布告された半月後の1868年1月17日（慶応3年12月23日）、幕府の老中外国事務総裁小笠原長行の名でアメリカ領事館書記官のアントン・ポートマン宛に江戸 - 横浜間の鉄道設営免許が与えられた。この免許はアメリカ側に経営権がある「外国管轄方式」といえるものであった。明治になってからアメリカ側はこの免許を根拠に建設要請を行ったが、明治政府は「この書面の幕府側の署名は、京都の新政府発足後のもので外交的権限を有しないもの」である旨をもって却下している。その後新政府内部で鉄道建設について検討が行われ、1869年（明治2年）11月に自国管轄方式によって新橋・横浜間の鉄道建設を決めた。当時の日本では自力での建設は無理なので、技術や資金を援助する国としてイギリスを選定した。これは鉄道発祥国イギリスの技術力を評価したことと、日本の鉄道について建設的な提言を行っていた駐日公使ハリー・パークスの存在も大きかった。翌1870年（明治3年）イギリスからエドモンド・モレルが建築師長に着任して本格的工事が始まった。日本側では1871年（明治4年）に井上勝（日本の鉄道の父）が鉱山頭兼鉄道頭に就任して建設に携わった。
日本の鉄道は1872年10月14日（明治5年9月12日）に、新橋駅 - 横浜駅間で正式開業した。ただし、実際にはその数か月前の1872年6月12日（明治5年5月7日）から品川駅 - 横浜駅間で仮営業が行われていた。鉄道は大評判となり、開業翌年には大幅な利益を計上したが、運賃収入の大半は旅客収入であった。もっともこの路線自体はトンネルが一か所も無いうえに橋梁は木構造と「試供品」のようなものであり、本格的な鉄道路線の建設は大阪‐神戸間および大阪‐京都間に持ち越されることになった小野田滋 「阪神間・京阪間鉄道における煉瓦・石積み構造物とその特徴」 『土木史研究』20号 土木学会、2000年5月、269頁。。
最初の路線 thumb|right|開業時に輸入されたバルカン社製1号機関車（のちの国鉄150形）|220x220ピクセル
鉄道の輸送力を決定付ける軌間は、国際標準軌 (1,435 mm) より狭い狭軌の1,067 mmが選ばれた。これは当時の日本の状況を考えると妥当な選択であった。すなわち軌間が広いほど大きく重い列車を速く走らせることができるが、建設費がかさむことが欠点である。特に軌間が大きいほど曲線半径を大きく取る必要があり、貧乏国で山がちの日本では標準軌は贅沢であった急峻な日本の山岳地形で曲線半径を大きく取ろうとすると、必然的に長大なトンネルや橋梁が必要となり、特に土木技術が未発達な時代には線路建設の大きな障害となった。詳しくは「軌間#軌間の広狭による性質」や「日本の改軌論争」を参照。。当時のイギリス植民地であった南アフリカやニュージーランドも1,067 mmを採用している。その他の技術的ポイントを列記する。 実際の建設に際しては、土木工事は築城経験のある日本の伝統技術が生かされたが、現在の多摩川にかかる六郷川橋梁だけはイギリス人の指導の下に木造で架橋された（1877年（明治10年）に錬鉄橋に交換）。 車両はすべてイギリスから輸入された。蒸気機関車10両はすべて軸配置1Bのタンク機関車で5社の製品を混合使用した。その中で4両あったシャープ・スチュアート社製の機関車が最も使いやすかったといわれている。 客車はすべて二軸で上等車（定員18人）10両、中等車（定員26人）40両、緩急車8両が輸入されたが、開業前に中等車26両は定員52人の下等車に改造された。当時の客車の走り装置や台枠は錬鉄製だが、柱、壁、屋根を含む車体は木造であり、この改造は練達の日本人大工の手によって実施された。 機関車を運転する機関士は外国人であった。また運行ダイヤ作成もイギリス人のW・F・ページに一任されていた。これらの外国人技術者は「お雇い外国人」と呼ばれ、高給を取っていた。 なお、上記のようにイギリス植民地と同じ軌間であることから「イギリスは日本を植民地と同じように格下に見て、1,067 mmを導入させた。」などという説が語られているが、これは誤りである。
営業成績 開業翌年の1873年の営業状況は、乗客が1日平均4347人、年間の旅客収入42万円と貨物収入2万円、そこから直接経費の23万円を引くと21万円の利益となっている。この結果「鉄道は儲かる」という認識が広まった。また旅客と貨物の比率について、鉄道側に貨物運用の準備不足もあったが、明治維新直後で近代産業が未発達な時期であり「運ぶ荷物がなかった」事も考えられる。
阪神間の路線 京浜間と同時に工事が進められていた京阪神地区も順調に建設が進み、明治7年（1874年）5月11日には大阪駅 - 神戸駅間が開通した。ただしこの時は仮開業として扱われ、開業式がおこなわれたのは明治10年（1877年）に京都駅まで延伸した時であった。
阪神間の特徴として、大きな河川を何本も横断している点がある。特に石屋川や芦屋川は天井川となっており、これを渡るには川の下にトンネルを掘る必要があった。日本最初の鉄道トンネルは石屋川トンネルで、お雇い外国人の指導によるレンガ造りであった。芦屋川トンネルは日本最初の複線規格で掘られた。また十三川（新淀川）・神崎川・武庫川には、イギリス人技士ジョン・イングランドが設計しイギリスで製作されたトラス橋が架けられた。明治9年（1876年）には京都駅（当初は、大宮通仮停車場）- 大阪駅間が開通し、京阪神が鉄道で結ばれた。
北海道の鉄道 thumb|right|7100形弁慶号 北海道最初の鉄道である官営幌内鉄道が明治13年（1880年）、アメリカ人技師の指導により手宮駅（のちに廃止） - 札幌駅間で完成した（のちの手宮線と函館本線）。このとき輸入された軸配置1Cのアメリカ製テンダー機関車（7100形、弁慶・静などの愛称が付けられた）が、何両か保存されている。
大私鉄建設の時代 順調にスタートした鉄道であったが、1877年（明治10年）の西南戦争後の政府の財政難の元で、新規建設は東海道線（1889年（明治22年）全通）などを除いてほとんど停止した。鉄道頭の井上勝などは鉄道の原則国有を主張していたが、この頃までに開通していた鉄道は新橋駅 - 横浜駅間のほか、北海道の幌内鉄道（後、手宮線・函館本線の一部・幌内線）や釜石鉄道、それと大津駅 - 神戸駅間にとどまり、これでは遅々として鉄道整備など進まないことが予想されたことから、岩倉具視や伊藤博文を中心として、私有資本を用いての鉄道建設を望む声が強くなっていき、結局政府の保護を受けた半官半民の会社として、1881年（明治14年）に日本鉄道が設立された。日本鉄道の営業成績は、政府の保護を受けたこともあって良かったため、その後幹線の整備を行う私鉄会社が、同じ様な方式で次々と誕生することになる（なお、日本鉄道に北海道炭礦鉄道、関西鉄道、山陽鉄道、九州鉄道を加えたものは、明治の「五大私鉄」と呼ばれる）。また各私鉄に対する援助の内容は建設する地域事情に応じて大幅に違っており、援助に当たって政府の判断が慎重に行われたと推察される。
1885年（明治18年）には、関西経済界の重鎮、藤田伝三郎・松本重太郎らが発起人として設立した阪堺鉄道が難波駅 - 大和川駅（後に廃止）間を開業するが、これは後に南海鉄道（現在の南海電気鉄道）の南海本線の一部となり、純民間資本としては現存する最古の私鉄となっている。
私鉄建設の動きは1890年（明治23年）頃に一旦沈静化するが、その後、中規模から小規模の路線を運営する会社が設立されるようになり、1906年（明治39年）の鉄道国有法公布までその流れは続いた。一方、官営鉄道でも紆余曲折がありながら路線整備が進められ、1889年（明治22年）7月1日には現在の東海道本線を全通させたりしているが、その路線の多くは、現在の信越本線・奥羽本線など、上記私鉄の補助的役割を果たすものになった。
東海道線 当初東京と関西を結ぶ路線は中山道経由とされていた（中山道幹線）。これは東海道筋は海運が盛んで、運賃の高い鉄道は余り使用されないであろうとする見方『鉄道史の分岐点』36頁、『東海道線誕生～鉄道の父・井上勝の生涯』126-127頁、それに東海道筋は海に近く、外国の攻撃を受けやすいという陸軍の強い反対があったため『鉄道史の分岐点』36-37頁、『東海道線誕生～鉄道の父・井上勝の生涯』132頁 であるとされる。明治16年（1883年）に「中山道鉄道公債証書条例」が交付され[ 「中山道鉄道公債証書条例」『官報』1883年12月28日]（国立国会図書館デジタル化資料）、高崎駅 - 大垣駅間の建設が始まったが、山岳地帯を通るために難所が多く工事は難航した。そこで明治19年（1886年）、鉄道局長の井上は陸軍の大立者山縣有朋を説得の上、総理大臣の伊藤博文、（3人とも長州藩出身）へ相談して『日本の国鉄』23-24頁 東海道へルートを変更することが決定した[ 「中山道鉄道敷設ヲ廃シ東海道ニ起工ス」『官報』1886年7月19日]（国立国会図書館デジタル化資料）。これを受けて東海道線の建設が急ピッチで進み1889年7月1日に全線が開通した。
五大私鉄会社
北海道炭礦鉄道 北海道炭礦鉄道は1889年、営業不振であった官営幌内鉄道の路線を譲り受ける形で発足し、のちの函館本線・室蘭本線・石勝線などの一部に該当する路線を敷設する。おもに、沿線の炭鉱から産出される石炭を積出港に運搬する役目を担った。
日本鉄道 日本鉄道は、まず東京から養蚕地の群馬県へ向かう鉄道路線より建設をはじめ、1883年（明治16年）7月28日に初の路線である上野駅 - 熊谷駅間を開業させた後、1884年（明治17年）8月20日に前橋駅まで延長、さらに1891年（明治24年）9月1日には、現在の東北本線にあたる上野駅 - 大宮駅 - 仙台駅 - 青森駅間を全通させるなど、短期間で急速に路線を延ばしていくことになった。この鉄道の建設は国策的要素が強く、また仙台駅以北が過疎地であり、完成後も赤字が見込まれることから、手厚い援助を受けた。すなわち、建設中の資金利子 (8%) を国が負担、開業後の収支収益の8%を国が保証、官有地の無代払い下げ、民有地の買い上げ払い下げ、用地の地租免除である。
この会社が1885年に開通させた前橋駅 - 赤羽駅 - 品川駅のルート（のちの高崎線・赤羽線・山手線）は、官営鉄道（品川駅 - 横浜駅）と合わせて当時の主要輸出商品であった生糸や絹織物の産地と輸出港を結ぶ路線となり、鉄道による産業発展への貢献の第一号となった。
山陽鉄道 山陽鉄道は、神戸駅から広島駅を経由し、馬関駅（現在の下関駅）に至る路線（現在の山陽本線）を敷設。1888年設立、1894年に広島まで完成。この年の8月に日清戦争が始まり、中国大陸への船積み基地となった広島と宇品へ日本各地から軍隊や物資が輸送された。同年9月から明治天皇が広島に滞在し、大本営も広島に移動して戦争の指揮に当たった。これらの人や物資の輸送には、官営の東海道線と私鉄の山陽鉄道や日本鉄道の輸送力が使われた。山陽地区は古来人や物資の往来も多いため、建設後の収支見込も悪くないと判定された。その結果、建設に際しての援助は日本鉄道に比べて大幅に少なく、建設費1マイル当たり2,000円の補助金交付にとどまった。
山陽鉄道は瀬戸内海航路との競争を強いられたという事情もあり積極的な経営で知られ、日本初のさまざまなサービスを生み出している。急行列車の設定（1894年）、入場券の発売（1897年）、列車ボーイのサービス（1898年）、食堂車の営業（1899年）、寝台車の連結（1900年）などいずれも官営鉄道より早かった。また輸送力を重視し線路は、勾配が広島県内の瀬野八区間（22.5パーミル）を除き10パーミル以下、曲線が半径300 m以上で建設された。また私鉄として唯一自社工場で機関車23両を製造した。
九州鉄道
九州鉄道は門司駅（現在の門司港駅）から八代駅・三角駅・長崎駅、小倉駅から分かれて行橋駅へ向かう路線の敷設（のちの鹿児島本線、三角線、長崎本線、佐世保線、大村線、日豊本線）を目指して建設された。建設に際して国からの援助は山陽鉄道と同等だった。ドイツ人のルムシュッテルの指導の下、ドイツより輸入した車両を使って1891年までに門司駅 - 熊本駅間、鳥栖駅 - 佐賀駅間が完成。筑豊炭田の石炭輸送により、1899年からは貨物収入が旅客収入を上回った。その後安定した経営状態が続いたので、1907年の鉄道国有化には賛成しなかった。
関西鉄道
関西鉄道は名古屋駅から旧東海道に沿って草津駅に至る路線と、柘植駅で分かれて木津駅を経由し、網島駅（今は廃止）・湊町駅（のちのJR難波駅）に至る路線を敷設（一部は他社の買収による）。1887年に設立され、1899年に網島駅 - 新木津駅（廃駅） - 愛知駅（廃駅） - 名古屋駅間が全通する。官営鉄道の東海道線と競合するため、国の建設補助は出なかった。同社は官営鉄道と速度やサービスを競い、大阪 - 名古屋間のスピード競争に加え、運賃割引や車両等級別に窓下に色帯を入れるなど、様々なアイデアで旅客を誘致した。これらの施策は、のちに鉄道院入りした島安次郎に負うところが大きいといえる。
日清・日露戦争への貢献 日本の鉄道が戦争に使われたのは、1878年の西南戦争が最初である。当時京浜間と京阪神間のみの運転であったが、軍隊の集結や港への輸送に大きな効果があった。1894年から1895年に戦われた日清戦争、1904年に始まり1905年に終わった日露戦争は、明治維新後の日本が国の総力を挙げたプロジェクトで、鉄道も戦争遂行のために大きな役割を果たした。
日清戦争 前記のように日清戦争は山陽鉄道が広島まで到達した翌月に勃発した。当時の鉄道の西の終点に当たる広島は、大陸に最も近いターミナルとなった。広島には戦争指揮にあたる明治天皇と大本営が滞在し（広島大本営）、近くにある宇品港は大陸への積み出し港としての役割を担った。各地の部隊や軍事物資は官営鉄道や私鉄を乗り継いで広島に集結した。
日露戦争 日露戦争の規模は日清戦争よりも大きく、鉄道における軍事物資の輸送も日清戦争を大幅に上回った。輸送した人員は88万6千人、馬13万8千頭、貨物26万2千トンに達した。戦時中はこの輸送を達成するため一般の輸送は大幅に削減された。しかし大規模私鉄の割拠は戦争遂行には大変不便であった。例えば八甲田山事件で有名な弘前師団の出征は、弘前駅 - 福島駅が官営、福島 - 品川が日本鉄道、品川 - 神戸が官営、神戸 - 広島が山陽鉄道、広島から船で大陸へ渡った。これらの輸送の実施には、各鉄道間のダイヤや車両の遣り繰りや事後の運賃精算など、煩雑な業務が発生した。このことが戦争後の鉄道国有化に繋がってゆく。この戦争の前後には作曲家や奥好義等雅楽師により多くの鉄道唱歌が作曲された。
都市交通の始まり thumb|right|京都電気鉄道の1911年（明治44年）製電車（博物館明治村にて）都市交通機関としては、1882年（明治15年）開業の東京馬車鉄道を端緒に、馬車鉄道がまず誕生した。しかし餌や糞尿の問題もあり、世界的な趨勢に従って、電車を用いた軌道交通―すなわち路面電車へまもなく切り替えられることになる。最初の例は1895年（明治28年）開業の京都電気鉄道であった。京都南部の伏見から京都市内まで6.6 kmの区間を走った路面電車で、琵琶湖疏水の水力発電を電源としていた。この鉄道は1918年京都市に買収され、路線は京都市電の一部となった。
さらには電車の機動性を用いて、都市間交通に用いようという考えも生まれる。これはアメリカのインターアーバンに倣ったものであったが、1905年（明治38年）の阪神電気鉄道を端緒に、関西や関東を中心にして、いくつかの会社・路線が生まれた。これらの多くは、現在の私鉄各線の源流にもなっている。名古屋鉄道の前身である名古屋電気鉄道のように、路面電車を郊外電車に発展させるものも現れた。
また、1904年（明治37年）には、軌道でなく鉄道に準拠する路線では初の電車運転を、甲武鉄道が開始している。近郊区間では、蒸気列車より電車列車のほうが優位であることは明らかとなり、南海鉄道など国有化を免れた私鉄では、明治末より電車の投入を開始した。
鉄道国有化から第二次世界大戦まで
鉄道国有化
明治時代の鉄道国有化には種々の流れがあった。1891年と1899年の経済不況時には経営困難に陥った私鉄サイドから買い上げの要望が出たが、2回とも見送られた。特に後者の場合、政府は日露戦争準備の軍備拡張を行っており財政的に無理であった。日露戦争で鉄道の有効性と私鉄割拠による不便さを痛感した軍部（特に陸軍）は、戦争後に鉄道国有化を要望した。1906年3月、国会で「鉄道国有法」が可決され、上記五大私鉄会社を含む大手私鉄17社の国有化（買収）が決まった。買収は1906年10月に始まり、1907年10月に完了した。買収前の官鉄の総営業距離は2,459 km、買収して国有化した路線の総営業距離は4,806 kmであった。買収の可否判断に際しては、国内輸送の基幹となる路線を優先することになった。当時、南海鉄道は難波 - 和歌山市間、東武鉄道は北千住 - 久喜間の営業を行っていたが、和歌山方面には買収対象である関西鉄道の路線、関東北部へは同じく日本鉄道の路線があったため、国有化の対象に一時は含まれたことがあったものの、最終的には予算問題もあって外された。
帝国鉄道の会計 鉄道事業は1897年に内務省から逓信省外局の鉄道作業局へ全て移管されてからも、鉄道敷設法及び、北海道鉄道敷設法、事業公債条例によって運営されていたが、同時にドイツ帝国の帝国鉄道の会計が陸軍省によって研究されていた『[ 帝国陸軍管理海軍管理及び帝国鉄道管理に係る一時限支出支弁、並に帝国要塞建築資金より受領せる前払金一時補填のため募集すべき国債に関する法律]』、『独逸陸軍経理大要』。陸軍省経理局、1894年。。
1906年に帝国議会で鉄道国有法及び帝国鉄道会計法が成立し『[ 帝国鉄道会計法]』（明治39年4月11日法律第37号）。官報。施行期日1907年4月1日。、1907年3月に勅令の帝国鉄道庁官制が公布され、同年4月1日に鉄道作業局を改組した帝国鉄道庁が設置され、帝国鉄道が開業した。
次いで逓信省は、「帝国鉄道庁は民事訴訟に付き国を代表す」、「帝国鉄道庁ニ多度津工場増置」など法規を公布して、土地収容及び路線増設を進めた。
この鉄道の運営には当初から特別会計が設置されていたが（西園寺公望内閣）、さらに1909年には帝国鉄道会計法の全部改正により、資金不足の際は帝国鉄道会計の負担による公債発行、または他特別会計からの借入れを行いうるようになった（第2次桂内閣）『[ 帝国鉄道会計法]』（明治42年3月22日法律第6号）。
1909年度予算によれば、同年の国の歳入予定は3億2053万4132円であったところ『[ 官報]』、1909年3月22日。、この鉄道は1908年度までの2年間で建設及び改良費として6268万4226円を支出しており、1909年から1913年までの5年間の支出予定は1億180万6584円で、年間予算のうちの6 %から18 %前後をこの鉄道が占めていたことが分かる『[ 官報]』、1909年3月22日。。なお、帝国鉄道の他に、外地であった中国関東州や韓国の鉄道事業（南満州鉄道および韓国鉄道管理局〈1910年の韓国併合後は朝鮮総督府鉄道〉）の予算もかかっている。
買収後の推移 これらの路線は買収の結果「国有鉄道」となった。戦前の事業者は度々変わっており、院線や省線などと呼ばれた。戦後の日本国有鉄道（狭義の国鉄）との区別のため以後国有鉄道と表記する。最初の効果は長距離列車の設定であり、東京 - 下関間の直通列車や、奥羽線経由の上野 - 青森間直通列車などが設定された。また車両を全国的に運用して各地方の繁忙・閑散に応じた配置が可能になった。その反面、国有鉄道の保有する車両は蒸気機関車だけでも174形式1,118両、客車3,067両、貨車20,884両におよび、運用・整備・修理に大きな困難が発生した。この後国有鉄道は車両・機材の国産化と標準化を進める。買収により国有鉄道と私有鉄道の比率は逆転し、以後の鉄道史は国有鉄道主導で進むようになる。
しかしその一方で、新たな私鉄の敷設計画が沈静化するという弊害を招いた。国有化で多くの金を使った国としては、地方における鉄道整備にまで資金を回せる状況ではなかったため、軽便鉄道法を公布して軽便鉄道と呼ばれる、簡易規格の鉄道敷設を奨励するようになった。
また甲武鉄道の国有化で、国有鉄道も電車運転をおこなう事業者となったが、1915年（大正4年）には京浜間の電化を完成させるなど、都市周辺を中心にして本格的に乗り出すようにもなった。
国産化 最初の鉄道は、車両もレールも鉄橋も外国製で、トンネル掘削はお雇い外国人が指導し、機関車の運転もダイヤの作成もお雇い外国人が行った。日本人は外国に学びながら徐々に技術力を蓄え、順次国産化していった。 トンネルでは、1880年に完成した東海道線の京都と大津間の逢坂山トンネル (664.8 m) が、お雇い外人に頼らずに掘削された。 日本人機関士第1号は1879年。 レールの国産化は1907年。 車両は、木造客車や貨車の改造は木工技術があったので開通当初から実行していたが、蒸気機関車の製作は近代技術の習得に応じて進んでいった。 1893年、お雇い外国人トレビシックの設計・指導の下に官営鉄道神戸工場で軸配置1B1タンク機の860形が完成。国産といっても主要部品は輸入品であった。 1903年、井上勝が中心となって設立した汽車製造会社で軸配置1B1タンク機の230形が完成。 1911年、軸配置2Bテンダ機の6700形が製造される。このタイプは日本人の設計による純国産機で、汽車会社と川崎造船所で合計46両生産された。主要部品のボイラーや煙管なども国産品であった。 1911年に本格的輸入機の最後となる大型の急行用機関車60両を輸入した。2Cテンダ8700形12両（イギリス）、2Cテンダ8800形12両と8850形12両（ドイツ）、2C1テンダ8900形24両（アメリカ）の4形式の蒸気機関車である。8700形以外は当時の最新技術である過熱蒸気を採用していたが、いずれも東海道線や山陽線の旅客列車を牽引した。
国産標準機の完成 thumb|right|8620形蒸気機関車 thumb|right|C51形蒸気機関車