В середине 1870-х годов идею строительства железной дороги из Оренбурга в Ташкент поддержал генерал фон Кауфман, но безуспешно. В 1879 году были предложены два других маршрута: из залива Цесаревича на северо-востоке Каспийского моря в Хиву и из Оренбурга до северного побережья Аральского моря. Вопрос оставался нерешенным, когда в 1880 году в связи с кампанией против туркмен-текинцев правительство начало строить короткую железную дорогу от каспийского побережья на восток. Через 11 месяцев после захвата Геок-Тепе в декабре 1881 года эта дорога дошла до Кизыл-Арвата, расположенного на полпути до Геок-Тепе. Столкнувшись с тем, что дорога ведет в никуда, а ее стратегическое значение исчезло, ряд русских чиновников предложили продлить ее либо до Амударьи, либо через Мерв и Герат до Кветты в британском Белуджистане. М.Г. Черняев, недавно назначенный генерал-губернатором Туркестана, опасался, что любое продление Закаспийской железной дороги приведет к возрастанию значения Закаспийской области в ущерб Туркестану. В результате он с большой горячностью поддержал альтернативный план строительства железной дороги из Саратова на Волге до Кунграта на севере Хивы. В 1883 году Черняев лично осмотрел другой, более короткий маршрут из Петро-Александровска до Кунграта, а оттуда через плато Усть-Урт до северо-восточной оконечности Каспийского моря, но этот маршрут оказался неподходящим для железной дороги, поскольку выходил на ту часть Каспия, которая ежегодно замерзала с декабря по март и, следовательно, все это время была недоступна для судоходства.
В конце концов соревнование среди нескольких возможных маршрутов завершилось благодаря совершенно постороннему событию – столкновению русских и афганских войск в марте 1885 года у Пенждеха, в результате которого Россия и Британия оказались на грани войны в Центральной Азии. К маю Петербург принял решение продлить Закаспийскую железную дорогу от Кизыл-Арвата на восток, преследуя при этом двойную цель: усилить русские военные позиции в Центральной Азии и обеспечить долгожданное железнодорожное сообщение между Европейской Россией и русским Туркестаном с использованием пароходного сообщения по Каспийскому морю. В декабре 1885 года Центральноазиатская железная дорога дошла до Ашхабада, а в июле следующего года – до Мерва.
Как только было принято решение о строительстве Центральноазиатской железной дороги, стало ясно, что она должна пройти через Бухару, лежавшую на самом прямом маршруте с юга Закаспийской области до Самарканда и Ташкента. В июне 1885 года, всего через месяц после того, как Александр III приказал начать строительство железной дороги, дипломатический чиновник при генерал-губернаторе Туркестана Н.В. Чарыков был послан в Бухару, чтобы заключить с эмиром железнодорожное соглашение. Главная цель Петербурга состояла в том, чтобы добиться от Музаффара сотрудничества, что обещало стать непростой задачей с учетом его долгого сопротивления строительству телеграфной линии всего два года тому назад. Проблема состояла в том, чтобы убедить эмира в полезности и безобидности железной дороги, а также в неизменности намерений России не вмешиваться во внутренние дела ханства. По возможности Музаффара надо было уговорить заплатить за строительство железной дороги на территории Бухары или, по крайней мере, бесплатно передать общественные земли для прохождения железнодорожного полотна и помочь России в приобретении необходимых для строительства частных земель по разумной цене. Помощь бухарского правительства требовалась и для того, чтобы нанять рабочих и купить строительные материалы, хотя поначалу Министерство иностранных дел считало, что моральная поддержка эмира важнее любой материальной помощи, которую он может оказать. Эту материальную помощь следовало строго ограничить, чтобы она не сказалась на благополучии бухарского населения и, таким образом, не настроила его против России.