Бастапқы кезең (XIX ғасырдың соңы – XX ғасырдың басы)
Қазақстандағы алғашқы теміржол 1894–1896 жылдары салынған Орынбор — Ташкент теміржолы болды.
Бұл жолдың бір бөлігі қазіргі Қазақстанның батыс өңірін қамтыды.
1904–1906 жылдары Түркістан — Сібір теміржолы (Түрксіб) салына бастады. Түрксіб — кеңестік дәуірдегі ең ірі жобалардың бірі болды.
Түрксіб (Түркістан — Сібір теміржолы)
Түрксіб — 1927 жылы салына бастады, 1931 жылы толық аяқталды.
Жол Алматы мен Семей арқылы Сібірді Орта Азиямен байланыстырды.
Түрксіб құрылысына қазақ жастары, оның ішінде Т. Рысқұлов, О. Жандосов, М. Әуезов секілді қайраткерлер атсалысты.
Бұл жол елдің солтүстігі мен оңтүстігін, шығыс пен батысын жалғайтын маңызды көлік арнасына айналды.
Кеңес дәуіріндегі даму (1930–1991)
Теміржол желісі Қазақстанның барлық облыстарын қамти бастады.
Көптеген ірі станциялар, жүк және жолаушы тасымалы орталықтары құрылды (Алматы, Қарағанды, Павлодар, Астана (Целиноград), т.б.).
Қазақстандағы ірі кен орындары мен зауыттар теміржол арқылы шикізат пен өнім тасымалдады.
Теміржол мамандарын даярлау, локомотив деполары мен зауыттар ашылды.
Тәуелсіздік кезеңі (1991 жылдан бері)
1997 жылы "Қазақстан темір жолы" ұлттық компаниясы (ҚТЖ) құрылды.
Компания жүк және жолаушы тасымалын ұйымдастырумен айналысады.
Заманауи пойыздар мен бағыттар пайда болды:
"Тұлпар-Тальго" жолаушы пойыздары іске қосылды.
Жаңа теміржол бағыттары ашылды: Жезқазған — Бейнеу, Алтынкөл — Қорғас және т.б.
Қазақстан Қытай мен Еуропа арасындағы транзиттік көпірге айналуда. "Бір белдеу — бір жол" жобасы аясында Қазақстанның темір жол желісі маңызды рөл атқарады.