“鐵路構想”自啟明十八年那次小範圍密議提出，已悄然醞釀、發酵了十數年。
這期間，“啟明機”（蒸汽機）的研製在格致院“火龍所”從未停止，雖然進步緩慢，故障頻仍，但功率和可靠性已有所提升，至少能穩定地用於礦山排水 和工廠固定動力。
海外技術的引進，特別是冶金、機械加工、軌條軋製 技術的進步，為鐵路建設提供了初步的物質基礎。
留學歸國人員帶回的關於歐洲（尤其是英國）鐵路運營的見聞，更是極大地刺激了朝野有識之士的想象。
然而，真要在一片從未見過“鐵馬”賓士的土地上，鋪設第一條鐵路，其阻力之大，不亞於一場戰役。
反對者眾。
保守派士大夫斥之為“毀田拆屋，驚擾地脈，徒耗國帑”；地方官吏擔心徵地引發民變，影響考成；沿途地主鄉紳恐懼破壞風水，損害田產；運河漕運利益集團（官員、胥吏、船戶、縴夫）更是視其為奪其生計的“妖物”，暗中阻撓。
甚至一些較為開明的官員，也懷疑其經濟可行性：“靡費數百萬，果能獲利乎？萬一不成，貽笑天下！”
支持者亦堅。
以首席大學士（繼徐光啟之後的新任）、工部尚書、格致院 核心學者、部分眼光長遠的地方督撫（如直隸、兩江總督），以及新興的工商界代表 為核心，他們反覆陳說鐵路在軍事調兵、物資運輸、促進工商、鞏固統治 方面的巨大戰略價值。
他們引用歐洲鐵路帶來的繁榮為例證，並精心測算（儘管粗糙）其可能帶來的經濟收益。
關鍵時刻，皇帝陳遠的態度起了決定性作用。
年過六旬的他，對這項可能“澤被後世”的工程抱有極大興趣，視為其“啟明盛世”的巔峰標誌之一。
他力排眾議，在啟明三十四年的御前會議上拍板：“鐵路之利， 確 鑿 無 疑。然 茲 事 體 大，不 可 不 慎。
可 先 擇 一 路 段，地 勢 平 坦，需 求 迫 切，工 程 相 對 簡 易 者，作 為 試 辦。
成，則 推 廣；不 成，損 失 亦 有 限。
朕 意，可 在 直 隸 境 內，修 築 一 條 自 唐 山 煤 礦 至 天 津 碼 頭 的 運 煤 鐵 路，長 約 百 裡。
唐 山 煤 礦 日 產 漸 增，陸 路 運 輸 艱 難，成 本 高 昂；天 津 為 漕 運 、 海 運 樞 紐，煤 至 天 津，可 水 運 供 應 京 師 及 沿 海。
此 路 若 通，利 益 立 見，可 堵 天 下 之 口。”
方案既定，朝廷迅速行動。
成立“督辦唐山至天津鐵路大臣”衙門，由一位幹練的工部侍郎 掛帥，格致院、戶部、直隸總督衙門 協同。
聘請數名瑞典和荷蘭的鐵路工程師為顧問，並抽調船政學堂、格致院 的歸國留學生和本土技術人員組成工程團隊。
工程面臨的挑戰是前所未有的：
1. 勘測與設計：在瑞典工程師指導下，使用簡易儀器進行線路勘測，儘量選擇平坦地帶，避免大的河流山川，但仍有不少小丘陵、河道需要處理。
設計路基於高、坡度、彎道半徑，繪製出第一份由中國人主導的鐵路設計圖。
2. 徵地與拆遷：這是最棘手的環節。
