Сооружение Транссибирской магистрали осуществлялось в суровых природно-климатических условиях. Почти на всем протяжении трасса прокладывалась по малозаселенной или безлюдной местности, в непроходимой тайге. Она пересекала могучие сибирские реки, многочисленные озера, районы повышенной заболоченности и вечной gмерзлоты (от Куэнги до Бочкарево, ныне Белогорск). Исключительные трудности для строителей представлял участок вокруг Байкала (станция Байкал - станция Мысовая). Здесь приходилось взрывать скалы, прокладывать тоннели, возводить искусственные сооружения в ущельях горных речек, впадающих в Байкал.
Погодные условия тоже не способствовали легкой работе. За два летних месяца здесь выпадало до 90% годовых осадков. За несколько часов ливня ручейки превращались в могучие водяные потоки. Вода заливала большие площади полей. Половодье наступало не весной, а в июле или в августе. За лето случалось до десяти - двенадцати сильных подъёмов воды. Работы велись также и зимой, когда морозы доходили до минус 50 градусов. Люди жили в палатках и часто болели.
Строительство Транссибирской магистрали потребовало огромных средств. По предварительным расчетам Комитета по сооружению Сибирской железной дороги, ее стоимость определялась в 350 млн. руб. золотом, поэтому в целях ускорения и удешевления строительства, в 1891-1892 гг. для Уссурийской линии и Западно-Сибирской линии (от Челябинска до р. Обь) взяли за основу упрощенные технические условия. Так, согласно рекомендациям Комитета, уменьшили ширину земляного полотна в насыпях, выемках и на горных участках, а также толщину балластного слоя, укладывали облегченные рельсы и укороченные шпалы, сократили количество шпал на 1 км пути и т. д. Предусматривалось капитальное строительство только больших железнодорожных мостов, а средние и малые мосты предполагалось возводить деревянными. Расстояние между станциями допускалось до 50 верст, путевые здания строились на деревянных столбах.
В 1897 году произошло катастрофическое наводнение, равного которому не было более двухсот лет. Вода поднялась выше максимальных расчётных горизонтов на шесть с половиной метров. Мощный водяной поток высотой более трёх метров сносил насыпи. Наводнение разрушило город Дородинск, основанный в начале XVIII века. Это заставило внести значительные коррективы в первоначальный проект дороги: потребовалось переносить трассу на новые места, поднимать насыпи, строить защитные сооружения, укреплять откосы земляного полотна. Здесь строители впервые столкнулись с вечной мерзлотой.Движение по Забайкальской магистрали было открыто в 1900 году. А в 1907 году на станции Мозгон было построено первое в мире здание на вечной мерзлоте, которое стоит и сейчас. Новый метод строительства зданий на вечной мерзлоте переняли в Канаде, в Гренландии и на Аляске.
Вся Транссибирская магистраль делится на несколько участков:
1) Уссурийская дорога;
2) Западно-Сибирская дорога;
3) Средне-Сибирская дорога;
4) Забайкальская дорога;
5) Маньчжурская дорога;
6) Кругобайкальская дорога;
7) Амурская дорога.
1) Уссурийская железная дорога, общей протяжённостью 769 километров с тридцатью девятью раздельными пунктами, вступила в постоянную эксплуатацию в ноябре 1897 года. Она стала первой железнодорожной магистралью на Дальнем Востоке.
2) Строительство Западно-Сибирской дороги началось в июне 1892 года. За исключением водораздела между Ишимом и Иртышем, она проходит по равнинной местности. Дорога поднимается лишь на подходах к мостам через большие реки. Только для обхода водоёмов, оврагов и при пересечении рек трасса отклоняется от прямой.
3) Средне-Сибирская дорога началась строиться в январе 1898 года. На ее протяжении встречаются мосты через реки Томь, Ия, Уда, Кия. Уникальный мост через Енисей проектировал выдающийся мостовик - профессор Л.Д. Проскуряков.
4) Забайкальская железная дорога - это часть Великой Сибирской магистрали, которая начинается от станции Мысовой на Байкале и заканчивается у пристани Сретенск на Амуре. Трасса проходит по берегу Байкала, пересекает многочисленные горные реки. Сооружение дороги началось в 1895 году под руководством инженера А.Н. Пушечникова.