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建于1905年的京张铁路就是京包线的首段。在詹天佑的《<京张铁路工程纪略>叙》一文中，这段中国历史上第一条自行设计、建造和运营的铁路“由丰台之柳村，趋东而北，沿都城，越清河，抵南口，穿八达岭，出岔道城，跨怀来、宣化，以达张家口，延袤三百六十余里”。
1909年9月24日，老张家口火车站举行了通车典礼。
通观京张铁路全线路途，它起始于北京城，以最佳视线巡礼八达岭山区的崇山峻岭、古道雄关，以一架铁桥信步于高原平湖之上，经一唱三叹式的起伏跌宕，在塞外关隘安然驻步，堪称是世界上最具审美价值的铁路工程之一。京张铁路不仅是第一条中国人自己修建的铁路，而且在世界铁路建设史上也占据了极其重要的位置。
中国建铁路之争
1874年，洋务派李鸿章向摄政王奕提出“铁路、电线相为表里，无事时，运货便商；有事时，调兵通信，功用最大”，他甚至更进一步，向奕提出修津浦铁路，但却被奕以“无人敢主持”为由婉言拒绝。
1880年秋，李鸿章授意淮军元老刘铭传上奏《筹造铁路以图自强折》，中国能否建筑铁路的问题第一次被大张旗鼓地摆在了晚清政府面前。随后，李鸿章又上奏了《妥议铁路事宜折》，文中称：“我朝处四千年未有之奇局，自应建数千年未有之奇业。若事事必拘守成法，恐日即于危弱而终无以自强。”并力奏朝廷说：“臣于铁路一事，深知其利国利民，可大可久。假令朝廷决计创办，天下之人见闻习熟，自不至更有疑虑。”
然而，这份慷慨激昂的奏折，并没有获得李鸿章预想的效果。保守派在朝堂之上，指责李鸿章、刘铭传二人为“卖国贼”。李鸿章以及洋务派诸臣虽据理力争，但清朝廷仍发上谕称“叠据廷臣陈奏，佥以铁路断不宜开，不为无见。”
彼时，李鸿章任开平矿务局办已有两年之久，开平煤矿“出煤极旺”。虽然此次朝堂之上的争辩让李鸿章无法大兴土木修建铁路，但他仍于1881年夏为了拓宽开平煤矿的运输渠道而偷偷修建了唐（唐山开平煤矿）胥（胥各庄）铁路。1881年底，这条约11公里的铁路建成后，他才正式奏报清廷。并有意将其说成是“运输煤炭的马路”。
然而，纸包不住火，清廷发现后，以“机车直驶，震动东陵，且喷出黑烟，有伤禾稼”为由禁止使用机车。最终，这条铁路在建成之初就成了名副其实的“马路”——几匹驴马沿着铁路线艰难地拖动笨重的运煤车前行。
袁世凯与京张铁路
1895年，中国在甲午海战中败于日本，签订了《马关条约》。为了支付巨额赔款，清政府被迫出让厂权、路权等向帝国列强借贷。从此，岌岌可危的清朝政权再也无力阻止铁路这种“堆土、垒石、架木铁盖而已”的“笨重东西”在这片千年大地上出现。
京张铁路就是在这样的背景下兴筑的。张家口自古为北京通往内蒙古的必由之路，为兵家要塞，其军事和经济价值不言而喻。
当清廷要修京张铁路的消息传出后，英国和俄国全力争抢筑路权。时任直隶总督的袁世凯利用英俄之间的利益矛盾，磋商再三，终于在1902年与英俄两国达成了京张铁路“完全不用国外资本和工程师，铁路建成后不得作为外国抵押借据”的约定。
随后的三年时间，袁世凯与清廷交涉筑路决策，多方告贷筹措资金，排除洋人阻碍和干扰，其艰难可想而知。慈禧太后为修颐和园每年不惜数千万金，却不愿为修路出钱。
1905年，为了避免再生事端，保住铁路所有权，袁世凯上奏朝廷称，“京张铁路关系紧要，亟宜及时开办”。同年5月，京张铁路总局和工程局成立，袁世凯委派陈昭常为总办，詹天佑为会办兼总工程师，开始筹备铁路建路事宜。
为示关怀，铁路开工时，袁世凯派其幕僚郑元直将一座鸟鸣钟送给詹天佑。后又在《致詹天佑函》中说，“修筑京张铁路，乃大长我国人志气之举”。可以说，詹天佑“中国用自己的资金，建筑自己的铁路”的梦想，是在袁世凯的大力保荐和支持下才得以实现的。
在钱钢、胡劲草所著《大清留美幼童记》中，有专题一节“袁世凯重用留美幼童”，文中描述“一时间，一批学习铁路、电报的‘留美幼童’都成为袁世凯的骨干力量……乌云里忽然露出了阳光。”
1919年，京张铁路青龙桥站建成了詹天佑的铜像，旁边有孙中山的题字。而早在三年前去世的袁世凯，因为“窃国之罪”，他在京张铁路上的贡献被有意无意地忽略了。
设计师詹天佑
詹天佑（1861～1919年），原籍安徽婺源，1861年4月26日生于广东南海县。1872年，詹天佑报考我国首批幼童出洋预习班，同年赴美国留学。1878年考入耶鲁大学工学院土木工程系，专习铁路工程，1881年毕业获学士学位，于同年回国。
回国后，他曾在福州后学堂、广东博学馆（1886年改广东水陆师学堂）任教。1888年应聘担任唐山至天津铁路的筑路工程师，开始从事铁路建设，先后在关内外、沪宁、川汉、粤汉、汉粤川等十余条铁路上任职。1905年到1909年，他设计并主持修建了我国第一条工程险峻的干线铁路——京张铁路。
京张铁路路段高山峻岭，层峦叠嶂，石峭弯多。修筑此工程甚为艰巨，尤其由南口到八达岭，高低相距一百八十丈。中国要修筑这样一条铁路的消息传出后，外国人讽刺说建造这条铁路的中国工程师恐怕还未出世，但詹天佑勇敢地担当起总工程师的艰巨任务，他克服种种困难，出色地完成了这项任务。此工程施工时间比原定时间缩短了两年，建造成本比预算减少了三十五万两白银，可谓花钱少、质量好、完工快，是中国人民和中国工程技术界的光荣。
铁路由丰台车站起，由西直门经沙河、南口、进入关沟居庸关，到达青龙桥车站，以长度1092米的八达岭隧道穿越八达岭长城，再从桑干河支流的洋河谷地行进至鸡鸣驿、宣化，最后抵达张家口。全长201.2千米。
詹天佑建路艰辛，后人出于对詹天佑的敬仰之情不免有时言过其实。直到今天的小学课本上，《詹天佑》一文仍写为：“詹天佑顺着山势，设计一种‘人’字形铁路。”
但事实是，詹天佑是将“人”字形铁路“引进”而非“设计”人。“人”字形路线本是南美洲国家在山区修森林铁路或矿山铁路所采用的路线，美国最先将这种路线应用于干线铁路。
詹天佑自己对于“人”字路线的选定曾有过说明，他说：“人”字形路线总不如螺形环山路线优越，除非万不得已，不要采用京张铁路关沟段那样的路线。“人”字形线路之所以被采用，是在当时修路费用以及工期等条件限制下所采用的理想方案，而非到处可用之技术创造。
1919年1月，詹天佑作为中国政府代表参加国际联合监管远东铁路会议，全力维护中国主权，挫败了美、日企图攫取中东路北段的阴谋。由于劳累过度，导致腹疾复发，回到中国汉口后终因久医不治，不幸逝世，享年59岁。
詹天佑是我国最早的杰出的铁路工程专家，为中国铁路建设事业作出了卓越贡献。
1905年动工建设，1909年建成通车的京张铁路，终于在2016年11月完成历史使命，正式关停。取而代之的，是京张高铁。
