Второй период в истории ж.-д. транспорта – с 1860 года до начала ХХ века (1-й мировой войны) был этапом бурного строительства железных дорог, формирования мировой сети железнодорожного транспорта. Строительство дорог велось в крупных масштабах (в среднем в год строилось около 20 тыс. км новых линий), но крайне неравномерно во времени и по странам, что было тесно связано с особенностями развития их экономики.

В 60-х г.г. ХIХ в примерно 90% всей железнодорожной сети мира и большая часть их прироста приходилась на наиболее развитые страны – Великобританию, Францию, Германию, США. В 1870 – 1880 г.г. наибольший рост железных дорог был в Европе – составил 64 тыс.км.

Наиболее интенсивно мировое железнодорожное строительство велось в период с 1880 по 1890 г. За эти годы было построено 244,7 тыс. км железных дорог. Следует отметить достижение США, где в это 10–летие было построено 117,7 тыс. км железных дорог, т.е. почти по 12 тыс. км в год. Максимальной протяженности железнодорожная сеть США достигла в 1916 г. – 409 тыс.км. Это достижение США занесено в Книгу рекордов Гиннеса.

В России после отмены крепостного права значительно возросли объемы железнодорожного строительства. С 1860 г. по 1870 г. она заняла 2-е место после США по вводу новых линий. Этому способствовали изменения в экономике страны, финансовые и административные меры в железнодорожной политике. К 1875 г. в России было проложено свыше 20 тыс. км железных дорог, в конце ХIХ в. длина сети составила 53,2 тыс.км.

В 1891-1916 г.г. была сооружена крупнейшая в мире Транссибирская магистраль между Челябинском и Владивостоком, соединившая Европейскую часть России с Дальним Востоком. Ее протяженность (1916 г.) составила 8,3 тыс.км. Транссибирская магистраль явилась достижением мирового уровня, вошла в Книгу рекордов Гиннеса. Современники ставили Транссиб в один ряд с такими событиями, как открытие Америки и постройка Суэцкого канала.

В конце ХIХ – начале ХХ вв. темпы прироста длины железных дорог в Европе постепенно снижаются – сказалось насыщение территорий многих стран железнодорожными линиями. Значительно расширилось строительство железных дорог в Азии, Африке, Австралии, где метрополии развернули строительство железных дорог в колониях для вывоза сырья от мест добычи ископаемых к морским портам. В это время Россия удерживает 2-е место в мире по темпам строительства железных дорог.

Важной вехой в мировом железнодорожном строительстве стал 1910 год, когда протяженность железных дорог в мире превысила 1 млн. км; к 1916 г. мировая ж.-.д. сеть достигла 1145,3 тыс. км. По густоте сети, т.е. по соотношению длины железной дороги к площади страны 1-е место занимала Бельгия, где на каждые 100 кв. км приходилось 22 км пути. В Великобритании эта цифра составляла 11,4 км, в Германии и Швейцарии – 9,5 км, в США – 4 км, в европейской части России – лишь 0,9 км.

В этот период железнодорожный транспорт превращался в многоотраслевое хозяйство. Основные технические средства железнодорожного транспорта насыщались достижениями науки и техники, что позволяло решать проблемы провозной способности. С этой целью строились более мощные паровозы. Для снижения боковых сил стали делать сочлененные экипажи, например, паровоз типа «Маллет» (осевая формула 1-5+5-1) в США; сочлененный паровоз типа 0-3+3-0 в России.

На смену паровой шла тепловозная и электрическая тяга. Большой вклад в создание электровозов внес Вернер Сименс (1816-1892). Немецкий электротехник, изобретатель и предприниматель, основатель и владелец крупных электротехнических концернов, еще в 1840-е годы создал фирму «Сименс». Совершенствуя электромашины, В. Сименс в 1867 г. создал электромашинный генератор с самовозбуждением – динамомашину, в 1879 г. создал и построил электрический локомотив – электровоз. В том же 1879 году В. Сименс демонстрировал свой электровоз в действии на построенной им электрической железной дороге (длиной 300 м) на промышленной выставке в Берлине. В 1881 г. фирма Сименса построила в Берлине первую в мире городскую электрическую дорогу и первый трамвай (скорость - 40 км/час), в 1882 г. – первый троллейбус. Электровозы стали применяться на городских трамвайных линиях, а также в метро, на перевальных и тоннельных участках магистральных железных дорог. В США в нач. 1880-х гг. свой электровоз построил изобретатель и предприниматель Томас Эдисон; электровоз использовался на тоннельных подходах к Нью-Йорку.

В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Немецкий инженер Рудольф Дизель (1858-1913) в 1892 г. взял патент, а в 1897 г. построил первый двигатель с воспламенением вспрыснутого в цилиндр тяжелого топлива от сжатия воздуха. Этот двигатель внутреннего сгорания, названный именем Р. Дизеля, получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. В 1911 г. Р. Дизель вместе с Клозе создали первый тепловоз. В 1912 г. они провели испытания тепловоза в Швейцарии; в 1913 г. в Берлине этот локомотив испытали для движения пассажирских поездов.

Изменения касались и вагонов. В 1867 г. на заводах Джорджа Пульмана (США) были построены пассажирские вагоны с мягкими сидениями. В 1873 г. спальные вагоны появились и в Европе. На заводах Пульмана начали также строить вагоны-столовые, вагоны-рестораны, салон-вагоны. Пассажирские поезда с удобными пульмановскими вагонами входили в состав экспрессов «Золотая стрела» в США, «Восточный экспресс» в Европе и др.

Среди достижений в технических средствах железных дорог в этот период были изобретения: пневматический тормоз (Джордж Вестингауз, 1869 г.); автосцепка (США, 1890-е гг.); сооружение станций с сортировочными горками (Германия, 1876 г.; Франция, 1888 г.). В системе управления движением поездов была внедрена централизация стрелок (Англия и Германия, 1860-е – 1870-е гг.). В начале ХХ века появилась автоблокировка, а также начали применять радиосвязь. Вокзалы стали архитектурной достопримечательностью крупных городов, стали главными городскими воротами.

Таким образом, в начале ХХ века в основном сложилась сеть железных дорог, железнодорожный транспорт стал основным видом сухопутного транспорта. Железные дороги доказали преимущества перед другими видами транспорта того времени: быстрота движения, непрерывность и всепогодность работы, комфорт, гарантии срока доставки, высокая грузоподъемность подвижного состава и дешевизна перевозок.

Первая мировая война затормозила развитие железных дорог. В то же время война показала большое военное значение железных дорог. Использовались железные дороги для быстрой переброски войск, ведения военных операций. Широко применялись бронепоезда, артиллерийские установки на железнодорожном ходу.