Открытие первой железнодорожной магистрали на территории Казахстана состоялось 25 октября 1894 г. – после завершения строительства узкоколейной линии Покровская слобода (ныне г. Энгельс Саратовской области РФ) – Уральск. 130 км этой железной дороги прошли по территории нынешнего Казахстана. Спустя 4 года вступила в строй узкоколейка Урбах–Астрахань, 77 км которой также пролегли по казахстанской степи.

Для развития Северного Казахстана большое значение имело строительство в 1891–1896 гг. Транссибирской магистрали, в частности, создание ее 190-километрового "казахстанского” участка. Эта дорога сыграла огромную роль в экономическом и культурном сближении казахского и русского народов.

В 1901–1906 гг. построена Оренбургско–Ташкентская железная дорога, соединившая Среднюю Азию с Центральной Россией и прошедшая по территории Казахстана 1660-километровым участком. В 1914–1917 гг. сооружена Семиреченская дорога Арысь–Пишпек – часть будущего Турксиба, в 1915 г. – магистраль Челябинск-Троицк–Кустанай (по Казахстану –166 км). По казахстанской земле пролегли и 122 км построенной в 1915–1917 гг. Алтайской железной дороги (Новосибирск-Семипалатинск). Кроме этого, до 1918 г. функционировала 117-километровая узкоколейка Экибастуз–Ермак. Общая протяженность стальных магистралей на территории Казахстана к 1918 году достигла почти 2,6 тысячи километров.

Первой железной дорогой советского периода стал построенный в 1920–1922 гг. участок Петропавловск–Кокчетав. В связи с необходимостью развития глубинных регионов Казахстана и вывоза зерна, он в 1926–1931 гг. продолжен через ст. Курорт–Боровое и Акмолинск до Караганды, его общая длина превысила 700 км. В 1924 г. была создана железнодорожная линия Кулунда–Павлодар. Развитию нефтепромыслов Эмбы с 1926 г. способствовала узкоколейная дорога Гурьев–Доссор.

Эпохальным событием стало продолжавшееся в 1927–1930 гг. строительство Туркестано-Сибирской магистрали (Турксиба) протяженностью 1444 км. Она связала Казахстан с Сибирью и способствовала активизации экономического развития республики, освоению многих пустынных земель.

Важное значение для промышленности центральной части Казахстана имели созданные в 30-е гг. участки Акмолинск–Караганда, и Караганда–Балхаш (490 км), для юга – Чимкент–Ленгер. Решающую роль в развитии горнорудной промышленности Алтая сыграла построенная в 1930 г. линия Локоть–Защита (235 км), затем продолженная до Лениногорска и Зыряновска.

В 1936–1939 гг. проложен ключевой участок, связавший Казахстан с Центральной Россией, — Уральск–Илецк с выходом на Саратов.

В годы Великой Отечественной войны сполна доказала свою стратегическую важность и построенная в 1936–1944 гг. магистраль Гурьев (Атырау) — Кандагач–Орск, связавшая нефтепромыслы Эмбы с Уралом и улучшившая сообщение между рядом регионов России. Столь же большое значение имела созданная в 1939–1943 гг. линия Акмолинск–Карталы, обеспечившая, в частности, эффективную доставку угля Караганды на Южный Урал. В эти же годы вступили в строй участки Коксу–Текели–Талдыкорган и Атасу -Каражал. Протяженность казахстанских стальных магистралей достигла 10 тысяч км. Период Великой Отечественной войны отмечен и созданием на железных дорогах Казахстана производственной базы по ремонту подвижного состава и путевого хозяйства.

Ключевым событием послевоенных лет стала постройка к 1950 г. участка Моинты–Шу (440 км). Таким образом. Транссибирская магистраль соединилась с Туркестано-Сибирской и образовалась первая меридианная линия, прошедшая через всю территорию республики – Трансказахстанская железнодорожная магистраль Петропавловск–Кокчетав–Акмолинск–Караганда–Шу. А к 1953 г. сооружено одно из основных звеньев Южно-Сибирской магистрали – Акмолинск (Астана)–Павлодар (546 км), начало эксплуатации которой, в частности, создало условия для быстрого развития Экибастузского угольного бассейна и прилегающих регионов. (Только за 1953–1956 гг. объем перевозок в Северном Казахстане возрос в 4 раза).

В связи с освоением целинных земель в 1950-х гг. происходило интенсивное строительство железных дорог в северных и центральных регионах Казахстана. В 1955–1961 гг. создана линия Есиль–Аркалык (224 км), к 1959 г. – Кустанай-Тобол, к 1960 г. – Тобол–Джетыгара. За 1950-е годы плотность железнодорожной сети Казахстана увеличилась вдвое.

1 июля 1958 г. образована самая крупная в СССР Казахская железная дорога. Имея протяженность свыше 11 тысяч км, она состояла из 15 отделений и объединяла все широтные и меридиональные магистрали, соединяющие Казахстан с Сибирью, Уралом, Поволжьем, Кыргызстаном и Средней Азией. В 1960-х гг. проложены участки Макат–Мангышлак и Мангышлак–Узень, (общая длина почти 900 км), способствовавшие развитию пустынного края. Оживлению связей Казахстана и России в этот период способствовала интенсивная эксплуатация построенной линии Гурьев–Астрахань.

В 1964 г. – впервые в Казахстане – электрифицирован участок Целиноград (Астана)–Караганда. С этого события начинается работа по электрификации железных дорог – преимущественно в северных и центральных областях республики. В частности, в 1969–1970 гг. переведен на электрическую тягу весь участок Караганда–Магнитогорск (1180 км). С 1980-х гг. электрификация развернулась на южных магистралях: Моинты–Шу, Ченгельды–Арысь,Арысь–Тюлькубас. Общая протяженность электрифицированных линий приблизилась к 4 тысячам км.

В апреле 1977 г. на базе Казахской железной дороги были образованы три дороги:

Целинная, Алма-Атинская и Западно-Казахстанская.

Все эти годы продолжалось строительство и реконструкция десятков новых вокзалов, вводились в эксплуатацию новые типы тепловозов, электровозов, путевой техники, систем сигнализации и связи, с 1980-х гг. активно внедрялись автоматика и информационно-вычислительные системы.

Один из примечательных фактов истории железнодорожного транспорта Казахстана: 20 февраля 1986 г., впервые в мире, по Целинной железной дороге проведен состав в 440 вагонов – общим весом 43,4 тысячи тонн и длиной 6,5 км.

С середины 1950-х гг. уделялось большое внимание развитию железнодорожного сообщения с Китайской Народной Республикой. В 1959 г. построен участок Актогай–Дружба. В 1956-1960 гг. с казахстанской и китайской стороны велось строительство магистралей, призванных эффективно соединить железные дороги двух стран. Работы возобновились после достижения советско-китайских соглашений 1988 года.

Произошедшая в сентябре 1990 г. стыковка железных дорог образовала пограничный переход, соединивший казахстанскую станцию Дружба с китайской станцией Алашанькоу. Через год по нему было открыто движение грузовых составов – заработал Северный коридор Трансазиатской железнодорожной магистрали. Соответственно, началось развитие перегрузочных мощностей приграничной казахстанской станции Дружба. Дальнейшие значительные события в деятельности железных дорог республики произошли уже в период государственной независимости Казахстана – с декабря 1991 г.

Путь, пройденный железнодорожным транспортом Казахстана за десятилетний период государственной независимости республики и время существования Совета по железнодорожному транспорту, можно условно разделить на три этапа.

Первый период (1992–1996 гг.) – адаптация отрасли к последствиям распада СССР и принципиально новым экономическим условиям.

Сутью второго этапа (1997–2001 гг.) стало становление и развитие первого казахстанского железнодорожного предприятия РГП "Ќазаќстан темір жолы”, объединившего в себе три казахстанские магистрали, сумевшего преодолеть кризисные явления и заложить основу для дальнейшего реформирования отрасли.

Третий период (с 2001 года по настоящий момент) – знаменует начало реформирования отрасли. По сути, создание ЗАО "Национальная компания "Ќазаќстан темір жолы” явилось началом осуществления новых реформ в отросли. Они, главным образом, направлены на превращение железнодорожного транспорта страны в современный, высокоэффективный организм, органично интегрированный в континентальную систему перевозок и способный максимально соответствовать требованиям клиентов в условиях развитой рыночной конкуренции.