詹天佑于咸丰十一年（1861年）出生在广东南海（今广州市），11岁留学美国，是清政府所派首批留学生中的一员，在耶鲁大学深造期间两度获得数学奖金，其中一次为第一名。
1881年，20岁的詹天佑从耶鲁大学土木工科毕业，当时毕业的中国留学生也仅有两人，还有一个是比詹天佑年长3岁的广东香山人欧阳庚，学成归国后詹天佑在福建海军服役，并且以第一名的成绩从福州船政局后学堂毕业。
光绪十年，应晚清名臣张之洞之邀回到了广东，于广东博学馆任教。
4年后由开平矿务局留美同学邝孙谋介绍，詹天佑到了天津中国铁路公司任职工程师，走上了修建铁路的道路，先后主持修建了唐山铁路、京津铁路、萍醴铁路、新易铁路、京张铁路等。
新易铁路建成的主要目的是为了让慈禧太后更加方便地去清西陵祭拜，铁路完工后慈禧太后甚是满意，因此特意召见了詹天佑，将随身所带的珠宝也都赏赐给了詹天佑，而詹天佑只是取了一只钟作为纪念，其余全部分给了参与修建的工程人员。
京张铁路则是我国首条不使用外国资金以及人员，由中国人自信设计、投入营运的铁路，意义非凡。
在1899年之前，俄国曾提出修筑由恰克图经库伦、张家口到北京的铁路，不过被清朝廷拒绝了，值得一提的是在居庸关外、地当北京西北的张家口自古在军事上和商业上便是我国北疆的重镇，如果这条铁路是由外国人负责或是有外国人参与修建，那么对我国将会是一个威胁。
不过当时此路段修建铁路的事宜已经无法避免，清朝中也开始出现了官办的声音，另外在当时光内外铁路盈利颇丰，于是时任直隶总督兼关内外总办的袁世凯提出，利用关内外铁路的营业收入修筑京张铁路，委派詹天佑主持事宜。
1905年9月，铁路正式开工，但京张铁路途径之地并不那么容易修建铁路，如居庸关、八达岭的地形，石峭弯多，“由南口至八达岭，高低相距一百八十丈，每四十尺即须垫高一尺。”
中国人要自己修建铁路，并且完全不依靠外国人，当时不少外国人也发出嘲讽，叫嚣修建这条铁路的中国工程师还没有出世。但詹天佑并没有放弃，正所谓越挫越勇，他亲率工程队勘测定线，最终采用“人”字形铁路。
但在铺轨的第一天，并有一列工程车的一个车钩链子折断，可想而知那些想要看笑话的外国人的嘴脸是怎样的，然而詹天佑并没有理会那些诽谤，后使用了自动挂钩法解决了问题。
另外长达1092米的八达岭隧道，是完全由中国工人的双手开凿而成，不过京张铁路最终于1909年10月举行了通车典礼，建设期比预定计划还提前了两年，按照预算白银729万两，京张铁路实际仅用了693万两。
如今距离当年修建京张铁路的事情已经过去了100多年，期间又遭遇战乱等，而这条人字形铁路在现今也已经被列为了文物保护单位，于2018年入选为了第一批中国工业遗产保护名录。
另外影集《京张路工撮影》记录了当年京张干支线桥隧、车站、水塔、机辆等建设过程，向后人一一呈现了百年前的历史。