Но, несмотря на внимание, оказанное предложению полковника Богдановича Александром II, разбор проектов будущей дороги не выходил за пределы специальной литературы и ученых обществ. Только в 1875 г. вопрос о постройке железной дороги через Сибирь стал обсуждаться в Кабинете Министров, но был ограничен соображениями об устройстве ее лишь в пределах Европейской России и не далее Тюмени. В конце концов было принято компромиссное решение — создать водно-железнодорожный путь в Сибирь.
В 1883–1887 гг. были проведены большие работы по сооружению Обско-Енисейской водной системы с расчисткой и спрямлением ряда русел небольших рек, устройством канала длиной 7,8 км, постройкой плотины и шлюзов. В результате появилась возможность перевозить грузы и пассажиров по водно-железнодорожному пути: от Петербурга по Волго-Балтийской водной системе до Перми, далее по островной железной дороге Пермь— Екатеринбург—Тюмень, затем по Обско-Енисейской и Селенгинской водным системам и далее по Амуру вплоть до Тихого океана. Протяженность этого пути составляла более десяти тысяч километров, использование же его целиком зависело от погодных условий. Поэтому путешествие было продолжительным и трудным, а порой и рискованным. Только постройка железной дороги могла способствовать освоению Сибири.
К обсуждению вопроса строительства Сибирского пути были привлечены министерства путей сообщений, военное, финансовое, морское, внутренних дел, земледелия и государственного имущества, императорского двора. 6 июня 1887 года считается датой принятия правительственного решения о необходимости сооружения дороги. При этом предполагалось, что она будет не сплошной, а смешанной, водно-железнодорожной.
В феврале 1891 г. вышел указ о строительстве «сплошной через всю Сибирь железной дороги» от Челябинска до Владивостока. Сооружение ее объявлялось «великим народным делом». Магистраль делилась на семь дорог: Западно-Сибирскую, Средне-Сибирскую, Кругобайкальскую, Забайкальскую, Амурскую, Северо-Уссурийскую и Южно-Уссурийскую. Позднее появилась Китайско-Восточная железная дорога. 19 мая 1891 г. во Владивостоке началось строительство Великого Сибирского пути.
Всеми делами стройки ведали Управление по сооружению Сибирских железных дорог, Инженерный совет Министерства путей сообщений и Мостовая комиссия, подчинявшаяся Временному управлению казенных железных дорог, которое входило в Железнодорожный департамент МПС.
В ноябре 1892 г. правительство выделило 150 млн. руб. на первоочередные и 20 млн. руб. на вспомогательные работы. Строительство предполагалось завершить в следующие сроки: Челябинск—Обь—Красноярск — к 1896 г.; Красноярск—Иркутск — к 1900 г.; линию Владивосток—Графская— к 1894–1895 гг. Предварительная стоимость была определена в 350 млн. руб. золотом, или 44 тыс. руб. на километр. С 1892 г. на всех дорогах, кроме Амурской, развернулись изыскательские и строительные работы.
Среди рабочих на строительстве железной дороги были завербованные в беднейших губерниях России и местные, страдавшие от неурожаев. Временные рабочие выполняли самые тяжелые земляные работы. Местные крестьяне рубили лес, подвозили землю, балласт и строительный материалы. Специальные вербовщики старались не напрасно: за каждого рабочего они получали от 40 до 80 рублей. Транссиб строили до 83 тысяч штатных рабочих и около 6 тысяч инженерно-технических работников. В общей сложности на стройке были заняты одновременно более 100 тысяч человек. Работы в основном выполнялись вручную. Основными орудиями труда были лопаты, ломы, топоры и пилы.
Широкий размах работ при принятом способе строительства (за счет государства) позволил целесообразно маневрировать рабочей силой. Это давало преимущество перед частным способом, когда строительство осуществляется разрозненными, конкурирующими акционерными обществами. Использование огромного количества людей на строительстве железных дорог от Урала до Тихого океана позволило постоянно наращивать темпы сооружения Транссиба. К зиме 1893 г. было построено 413 км, в 1894 г. — уже 891 км, а в 1895 г. — более 1340 км.
Весной 1891 г. началось строительство на Уссурийской линии, работы возглавил инженер О.П. Вяземский.
В 1893 г., с двухлетним опережением запланированного срока, правительство открыло финансирование строительства Средне-Сибирской дороги. Это было весьма своевременно, так как освободились рабочие и специалисты, завершившие в сентябре 1892 г. линию Златоуст—Челябинск, да и местное население страдало от неурожая и нуждалось в приработке.
Важным событием стало строительство моста через Обь. Рядом с мостом возник поселок, превратившийся потом в город Новосибирск. Средне-Сибирская железная дорога начиналась от восточного устоя моста и завершалась в Иркутске. Она была удалена от транспортных коммуникаций, при строительстве ее не хватало рабочих, и поэтому часто применяли труд каторжников. Из Центральной России приходилось доставлять не только рабочих, но и оборудование и материалы.