國難當頭，風雨飄搖。但是，仁人志士們還在為中國的富強而奮鬥。中國第一代鐵路工程師詹天祐就在為修築京張鐵路而奔波。
詹天祐是當年容閎帶出去留學美國的幼童之一。他十八歲考入美國耶魯大學土木工程及鐵路專修科，三十四歲時當選為英國工程研究會會員。在國外，他親眼看到一日千里的火車鐵路，心中暗暗發誓：“今後中國也要有自己的鐵路和火車！”１８８１年，胸懷發展祖國鐵路事業的熱忱，詹天祐回到了久別的祖國。
然而，回國後的他卻被分到軍艦上擔任駕駛官。學鐵路而干海洋，學非所用，一耽誤就是好幾個春秋。
直到二十世紀初期，中國人總算提出了自己修築鐵路的設想，清廷也設立鐵路礦務總局，準備興建從北京通往張家口的京張鐵路。
１９０５年５月，詹天祐被聘為總工程師，主持修建京張鐵路。一些外國人聽了，公開譏諷道：“建築這條鐵路的中國工程師，恐怕在娘胎裡還沒有出世呢！”“中國人想不靠外國人自己修鐵路，就算不是夢想，至少也得五十年！”他們挖苦詹天祐出任京張鐵路總工程師是不自量力，在等著看中國人的笑話。
詹天祐下定決心，要為中國人爭一口氣。他說：“中國地大物博，而修路工程卻必須借用洋人，這應該引以為恥。中國人已經醒過來了，中國人要用自己的工程師、自己的錢來建築鐵路！”
京張鐵路從北京到張家口，全長有二百多公里，中間要經過層巒疊嶂、峭壁聳立的燕山山脈，特別是居庸關、青龍橋、八達嶺等地區，地形十分險惡，工程量很大。
詹天祐背上標桿儀器，騎著小毛驢，成天奔走在崎嶇的荒山野地，實地勘測線路。他白天測量、趕路，晚上還要伏在油燈下繪圖計算，一遍又一遍地勘察定線。
工程開工以後，困難接踵而來。因為缺少機械和輕軌，所有工作都得靠人力；沿途皇親國戚的墓地不讓通過，不得不求爺爺告奶奶，奔走呼籲；外國銀行故意拖延工程款，造成經費接濟不上，等等。詹天祐排除萬難，一寸一寸地把工程推向前。鐵路過了南口以後，共有居庸關、五桂頭、石佛寺和八達嶺四處隧道，總長度一千六百四十五米。這是全路工程成敗的關鍵。詹天祐發誓：“一天不打通居庸關、八達嶺的隧道，就一天不回北京。”
居庸關山勢高、岩層厚，隧道長達四百米，施工難度很大。為了加快進度，詹天祐想出了從南北兩端向中心對鑿的方案。但人力鑿山，進度很慢，詹天祐又大膽地提出炸開岩石的辦法，施工進度果然加快了許多。隧道越鑿越深，鑿到幾十米處，洞裡嘩嘩地流出水來，工人們半身都浸泡在泥水裡。因為沒有抽水機，詹天祐從早到晚帶頭向洞外挑水，與工人們吃住在一塊，常常半個月也不離開工地一步。工人們對這樣一位吃苦在先、以身作則的總工程師非常佩服。
居庸關隧道打通了，接著又要開鑿八達嶺隧道。八達嶺隧道要比居庸關的還要長。這麼長的隧道，南北對鑿是不太容易對準的。詹天祐又提出一種鑿豎井的開鑿辦法，就是從隧道中心點的山頂先鑿開一個洞，筆直往下鑿。鑿到一定深度時，再分開兩頭，向南北鑿去。這樣可以有四個工作面同時開鑿，也不會鑿歪了。施工人員的熱情都很高，沒過多少日子，這條全長一千一百四十五米的長隧道，也終於開鑿成功。
兩大艱險工程完工後，其他兩座隧道，也就跟著順利完成。
這時，還剩下最後一道難題有待解決，就是從南口到八達嶺地勢太陡，如果採用常規的螺旋式線路，火車很難爬上去。詹天祐請教了當地老鄉，創造性地設計出一種折返線路，就是在山高坡陡的青龍橋地段，順著山腰，鋪設“人”字形路軌，既降低了坡度，也縮短了隧道，火車到這裡，以兩部大馬力機車前後一推一拉，就可安全地爬過陡坡。
１９０９年７月，京張鐵路全線通車。這條原來計畫要用六年時間完工的工程，只用了四年，還節省了二十八萬兩銀子的費用。中國人自行設計和修築的京張鐵路，為中國人爭了光。
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