張家口是北京進入內蒙古的關鍵，也是南北商旅的必經之路。京張鐵路的修建具有明顯的軍事、經濟和政治價值。
該計劃壹經提出，就遭到了中國列強的激烈爭奪。最強大的國家英國必然獲勝，把長城以北作為自己勢力範圍的俄羅斯也不會讓步。雙方相持不下，最後達成協議:如果清廷不借外債，不動用外國工匠，由中國人自主建造，雙方互不伸手。
1905年4月，直隸總督袁世凱上書朝廷，申請修建鐵路，預算500萬兩白銀，並在奏折中提出用中國資本代替外國工匠的主張。當時內外鐵路(1907更名為京豐鐵路)運營良好，盈利可觀。他提出用關外鐵路的營業收入來修建京張鐵路。
與此同時，關外鐵路總經理梁汝豪向袁世凱推薦詹天佑。他說，京張鐵路是通往內蒙古的重要通道，任何國家都不能染指。他是唯壹能擔負起京張鐵路重任的中國人，我願意用自己的身體擔保。袁世凱聽了推薦，決定用“海龜”詹天佑。
1905年5月，袁世凱向清廷呈報了修建京張鐵路從豐臺到張家口三段360余裏的計劃。由於當地商人幾年來的反復請求，以及加強與外蒙古政治聯系的考慮，請求最終被正式批準。隨後，京張鐵路局在天津成立，洋務派重要成員陳昭任常任總經理，詹天佑任總經理兼總工程師。
擴展數據
京張鐵路9月開工，1905。整個旅程分為三段。首段豐臺至南口於9月1906全面通車。第二段為南口至青龍橋關溝段。官溝段穿越杜軍山，山川溝壑縱橫，曲線半徑182.5米，隧道4座，長1644米。這項工程非常艱巨。
首先要打通居庸關、五桂頭、石佛寺、八達嶺四條隧道。最長的八達嶺隧道為1092米，不僅需要精確的計算和正確的指揮，還需要新的開山機、通風機和水泵。前者對詹天佑來說不是問題，後者在當時的中國完全沒有，只靠工人之手，他們只是克服了很多困難。
其次，關溝段不僅地勢陡峭，坡度也很大，最大坡度為33‰(即每1，000米坡度上升33米)。當時列車最大爬坡率只能達到25‰，工程難度可想而知。
詹天佑借鑒了美國高山鐵路的設計，在青龍橋設計了壹條人字形鐵路，也叫之字形軌道，把“長度”變成了“高度”，從而減小了高度差，成功解決了汽車不能爬坡直接轉彎的問題。9月，1908，第二標段工程完工。
百度百科-京張鐵路