В 1842 году умер главный противник железных дорог в России граф Толь, и его место главноуправляющего путями сообщения занял граф П. А. Клейнмихель, на гербе которого был начертан девиз «усердие все превозмогает».
30 января 1842 года комиссия приняла решение пригласить в Россию опытного инженера-иностранца в качестве консультанта строительства. Мельников и Крафт рекомендовали на эту роль своего американского знакомого Дж. В. Уистлера. В ответ на письмо Мельникова Уистлер написал: «Я вполне ценю честь, мне сделанную призывом содействовать в важном деле, которое у вас предпринимается, и призыв сей я уже принял». Приехавший в Россию Дж. В. Уистлер стал фактически главным авторитетом в инженерно-технических вопросах строительства магистрали.
Работа Уистлера заслужила самую высокую оценку русского правительства, его ждали дополнительные правительственные заказы, так что его сын шутливо писал весной 1849 года своей матери: «Итак, отец получил еще одно назначение — теперь в Кронштадт! Интересно, что они будут без него делать, когда мы вернемся домой в Америку?» Однако той же весной Уистлер умер от последствий перенесенной чуть раньше холеры, не дожив нескольких месяцев до торжественного пуска магистрали. На его место был приглашен другой американский инженер, майор Томпсон Браун из Ньюпорта, работавший ранее на железной дороге Нью-Йорк — Эри. Браун пробыл в России до 1854 года.
В 1842 году в Соединенные Штаты был направлен преподаватель Института инженеров путей сообщения И. Ф. Буттац для закупки паровых экскаваторов для начинавшегося строительства. Буттац выполнил задание — два паровых экскаватора Отиса работали на выборке грунта при строительстве Петербурго-Московской железной дороги.
Правда, в отличие от самих паровозов и пароходов паровые экскаваторы в России не прижились. Ручной труд оказался дешевле.
Интересно, что и после открытия движения по Петербурго-Московской железной дороге американский опыт применения железных дорог оставался важным примером для планирования российских путей сообщения. Один из двух инженеров-путешественников Н. О. Крафт стал в 1852 году первым начальником новой магистрали. Мельников же в 1856 году опубликовал статью «О железных дорогах», содержавшую план развития сети железных дорог в России, а в 1865 году стал первым министром путей сообщения Российской империи.
Строительство Петербурго-Московской железнодорожной магистрали стало одним из первых больших проектов, в котором русское правительство опиралось на американскую технику и американских инженеров. Подытоживая, надо отметить, что в этом строительстве использовались технические приемы и инженерные решения американских железнодорожников, как привезенные русскими инженерами из их поездки по США, так и воплощенные американским техническим руководителем («совещательным инженером») Дж. В. Уистлером; применялась техника из США (паровые экскаваторы) и подвижной состав, произведенный в России на Александровском заводе по американским проектам и под руководством американских инженеров Уайнансов, Гаррисона и Иствика; наконец, под их же руководством были подготовлены и первые русские машинисты для работы на линии железной дороги.
Железнодорожный проект включал в себя создание в России не только самой железной дороги, но и завода по изготовлению подвижного состава, подготовку обслуживающего персонала, формируя таким образом задел для будущего развития железных дорог в империи.
Сын главного инженера строительства московской железной дороги Дж. В. Уистлера Джеймс прибыл с матерью (Анной Макнил) в Санкт-Петербург и в 11 лет поступил на учебу в Императорскую академию художеств, перед этим изрисовав «рисунками на полях» несколько учебников французского и русского языка (свои школьные учебники из России Уистлер всю жизнь возил с собой в составе домашней библиотеки, и они сегодня хранятся в библиотеке университета Глазго). Два года занятий в России стали первым формальным курсом по живописи, полученным американцем.
В соответствии с учебным планом академии Уистлер учился рисовать гипсовые формы и живых моделей, но родителей особенно радовали его отличные оценки по анатомии. Именно здесь в 1844 году Уистлер познакомился с президентом Королевской шотландской академии сэром Вильямом Алланом, приехавшим в Россию писать (по заказу российского правительства) картину «Петр Великий учит своих подданных кораблестроению» (тут очевиден идеологический заказ на сравнение Николая с Петром, а железнодорожного строительства с кораблестроением). Так вот, Аллан оценил ученические рисунки Джеймса и сказал матери Уистлера: «Ваш мальчик обладает необычным талантом, но не заставляйте его делать то, чего он не хочет».
Прожив в Петербурге пять лет, Джеймс европеизировался (обрусел?). Его кузина описывала Уистлера в это время как «выглядевшего как-то по-иностранному во внешности и манерах, что в дополнение к его естественным чертам делало его весьма обаятельным».