ایجاد راه‌آهن سراسری در ایران همواره یکی از آرزوهای بزرگ و ملی محسوب می‌شد که حدود نیم قرن کوشش‌هایی برای احداث آن صورت گرفت تا آنکه در 1306 به ثمر رسید.
نخستین راه‌آهن ایران در دوره قاجار و در سال ۱۲۲۷ از رشت به بندر پیربازار و بندر انزلی کشیده شد که هنوز بقایای این مسیر در خط ریلی رشت به پیربازار با یک لوکوموتیو بخار در محوطه اداره کل بنادر استان گیلان به چشم می‌خورد.
دومین تجربه ریلی ایران به سال ۱۲۶۱ بر می‌گردد. خط تراموایی میان تهران و شاه عبدالعظیم به طول ۸۷۰۰ متر کشیده شد. عرض این راه‌آهن یک متر بود و مسیو بواتال فرانسوی آن را اجرا کرد و سپس به یک بلژیکی واگذار شد.
پس از آن در سال ۱۲۶۵ خورشیدی خط راه‌آهن محمودآباد به آمل احداث شد که اگرچه در نظر بود تا تهران ادامه یابد، اما با کارشکنی‌های پیمانکارهای بلژیکی به شکست انجامید و خطوط آن برچیده و برای احداث تلگراف استفاده شد.
از این زمان تا 1292 ساخت راه‌آهن در ایران به علت معاهده‌ای متوقف گردید. بر اساس این معاهده که در هجدهم آبان ۱۲۶۹ مابین ناصرالدین شاه قاجار و روسیه تزاری امضا شد، ایران تا ده سال از ساخت راه‌آهن منع می‌شد. این محدودیت در 9سال بعد، برابر با شروط وام شصت میلیون فرانکی روسیه با دست‌خط مظفرالدین‌شاه برای ده سال دیگر تمدید شد.
ساخت راه‌آهن در ایران تا یک سال پیش از جنگ جهانی اول به تعویق افتاد. در این سال بانک استقراضی روسیه امتیاز ساخت راه‌آهن جلفا به تبریز و صوفیان به شرفخانه را به‌دست آورد که پس از جنگ جهانی اول به روسیه تزاری واگذار کرد. که راه‌آهن تبریز به جلفا را به طول ۱۴۹ کیلومتر برای ارتش خود ساخت و در سال ۱۲۹۵ به بهره‌برداری رساندسرانجام این خط راه‌آهن خواندی است زیرا با پایان جنگ جهانی بر پایه عهده نامه مودت شوروی خز راه‌اهن را با تمام متعلقات به ایران واگذار کرد اما ایران به دلیل نداشتن لوکوموتیو نتوانست از آن استفاده کنه تا آنکه در 24 اردیبهشت 1304 بودجه‌ای برای خرید لوکوموتیو در نظر گرفته شد و این خط راه‌آهن مورد استفاده قرار گرفت. این راه‌آهن، نخستین مسیر از خطوط آهن است و تنها خط برقی کشور می‌باشد که اکنون در کشور بهره‌برداری می‌شود.
از سوی دیگر انگلیسی‌ها در سال 1297راه‌آهنی از بوشهر تا برازجان به طول 600کیلومتر کشیدند که بیشتر جنبه نظامی داشت، گرچه واردات کالای انگلستان را نیز از طریق بوشهر آسان می‌کرد. در پایان جنگ جهانی اول، انگلستان پیشنهاد فروش این راه‌آهن را به شهرداری بوشهر کرد که بودجه شهرداری بوشهر برای خرید آن کفاف نمی‌داد. پس سازندگانش راه‌آهن را جمع کردند و به بصره انتقال دادند. انگلیسی‌ها خط راه‌آهن دیگری نیز در دوران جنگ جهانی اول از میرجاوه به زاهدان کشیدند که پس از جنگ در سال ۱۲۹۹ برای بهره‌برداری عمومی افتتاح شد اما با خروج نیروهای انگلیسی این راه‌آهن بی استفاده ماند تا اینکه در سال ۱۳۱۱ دولت با هزینه چهارصد هزار تومان، این راه‌آهن را دوباره فعال کرد.
تمامی این تلاش‌ها برای آمدن راه‌آهن در دوره رضاشاه به ثمر نشست و ایرانیان به آرزوی خود که بیش از نیم قرن بررای آن تلاش کرده بودند دست یافتند. راه‌آهن سراسری ایران نام راه‌آهنی است که در دوران رضاشاه ساخته شد و تهران را از طریق بندر شاه (بندرترکمن امروزی) به دریای خزر و از طریق بندر شاهپور (بندر امام خمینی امروزی) به خلیج فارس متصل می‌کند. در دوران محمدرضاشاه این راه‌آهن گسترش پیدا کرد و تهران را به سمنان، مشهد، قزوین، زنجان، تبریز، اصفهان، یزد و کرمان نیز متصل ساخت.
ساخت این مسیر ریلی ماندگار نتیجه تلاش ملی می‌باشد زیرا با مالیات عمومی ساخته شد بدین گونه که در اواخر دوره قاجار عده‌ای از تجار تهران جلساتی برای تأمین هزینه ساخت راه‌آهن تشکیل دادند و اعلام آمادگی کردند که برای ساخت راه‌آهن شرکتی تشکیل بدهند.در پی این مذاکرات، نمایندگان طرحی به مجلس دادند که انحصار کامل واردات قند و شکر و چای و شیرینی‌جات را به دولت واگذار کند تا دولت در ازای صدور مجوز واردات این کالاها برای هر تاجر، از هر یک مَن قند یا شکر یا شیرینی‌جات دو قران و از هر یک مَن چای شش قران دریافت کند، درآمد حاصله نیز تنها برای ساخت راه‌آهن هزینه شود. دولت سردارسپه (رضاشاه) محتوای آن را به صورت لایحه‌ای به مجلس که در نهم خرداد ۱۳۰۴ به تصویب رسید. با مشخص شدن محل بودجه، در ۲۹ دی همان سال، لایحه احداث راه‌آهن به مجلس داده شد. در آغاز بنا بود که کارخانه ذوب‌آهن برای تولید ریل راه‌آهن احداث و سپس ساخت راه‌آهن آغاز شود. متخصصانی از شرکت کروپ آلمان آورده شدند که بررسی آنان نشان داد احداث کارخانه ذوب آهن دوازده میلیون تومان هزینه دارد و حتی احداث کارخانه‌ای کوچک کمتر از چهار و نیم میلیون تومان خرج برنخواهد داشت و پنج سال نیز به طول خواهد انجامید. در نتیجه دولت تصمیم گرفت ساخت راه‌آهن را با ریل وارداتی آغاز کند و در کنار آن نیز، احداث کارخانه ذوب آهن کوچک را پی بگیرد.
نخستین شرکتی که در امر نقشه‌برداری و ساختمان راه‌آهن سراسری نماینده‌اش را به ایران فرستاد کمپانی ساختمانی یولن آمریکا بود. کنسرسیومی بین‌المللی با حضور شرکت آمریکایی یولن و چند شرکت آلمانی از جمله بیلفینگر و زیمنس، پروژه را در اختیار گرفتند و بخشی از عملیات ساخت راه‌آهن را آغاز کردند. در سال 1309 و پس از تأخیر در پرداخت هزینه‌ها از سوی ایران، شرکت آمریکایی از ادامهٔ انجام پروژه انصراف داد. در 1312ایران قراردادی را با شرکت دانمارکی کمپساکس به امضا رساند. کمپساکس برای اجرای بخش‌های این قرارداد، با ۴۳ شرکت پیمانکاری مختلف از اروپا، ایالات متحدهٔ آمریکا و ایران قرارداد بست. مهندسان کمپساکس عملیات در هر کدام از بخش‌ها را نظارت می‌کردند و عملیات را از دفتر مرکزی تهران هماهنگ می‌کردند. طبق قرارداد لازم بود کمپساکس خط را تا 1318 تکمیل کند. کمپساکس پروژه را زیر بودجه و پیش از موعد مقرر در قرارداد به اتمام رساند و بنابراین این خط آهن در 1317 افتتاح شد. طول این خط آهن ۱۳۹۴ کیلومتر بوده و خط آهن دارای حدود ۲۳۰ تونل و ۴۱۰۰ پل بود. مرتفع‌ترین نقطهٔ این خط آهن نیز در نزدیکی اراک بود و ارتفاعی معادل ۲۲۰۰ متر بالاتر از سطح دریا داشت.
راه‌آهن سراسری در ۲۷ مرداد ماه ۱۳۱۷ به پایان رسیده و دو خط شمال و جنوب در ایستگاه راه‌آهن فوزیه در استان لرستان به یکدیگر متصل و در روز سوم شهریورماه ۱۳۱۷ این خط با تشریفات خاصی رسماً افتتاح و بهره‌برداری آن آغاز شد. البته نخستین خط راه‌آهن نوین ایران در دوران رضا شاه پهلوی از شاهی (قائم شهر کنونی) تا بندر شاه (بندر ترکمن امروزی) در سال ۱۳۰۸ حرکت کرد. همچنین در سال 1314 علی منصور وزیر طرق و شوارع لایحه‌ای برای تشکیل مؤسسه راه‌آهن دولتی کشور به تصویب مجلس شورای ملی رساند تا از اول مهر ۱۳۱۴ «نگاه‌داری و به کار انداختن کلیه اموال و اثاثیه و ابنیه و وسایل ناقله و ساختمان‌های فنی و غیره متعلق به خطوط آهن و کشتی‌رانی دریاچه رضائیه» را به عهده‌بگیرد و با این تفاسیر ایران دارای خط راه‌آهنی سراسری شد که شمال را به جنوب پیوند می‌زد و دارای ساختاری منظم بودو اما آنچه امروزه این مسیر را بیشتر از پیش ارزشمند کرده است جدا از تمام انقادهایی که به ساخت خط‌راه‌آهن در آن دوران و پس از آن وارد شد، ثبت آن در یونسکو می باشد.
ایران در سال ۱۳۹۶ پرونده ثبت راه‌آهن سراسری را به یونسکو تحویل داد اما کارشناسان نظر در اصلاحی در مورد آن دادند. پرونده راه‌آهن قرار بود پس از اصلاح در اجلاس سال ۲۰۲۰ دوبارهبازنگری شود که با شیوع ویروس کرونا این اجلاس به سال ۲۰۲۱ موکول شد. سرانجام در چهل و چهارمین اجلاس کمیته میراث جهانی یونسکو که مرداد ۱۴۰۰ به صورت مجازی در شهر فوجوی کشور چین برگزار شد، پس از اعمال اصلاحاتی و شفاف‌سازی برخی بندهای این پرونده، راه‌آهن ایران در فهرست آثار جهانی یونسکو ثبت شد. این اثر طولانی‌ترین راه‌آهن ثبت شده در فهرست میراث جهانی یونسکو، اولین اثر میراث صنعتی ایران در این فهرست و بیست و پنجمین اثر ثبت شده از ایران در این لیست جهانی است.بر پایه‌گذارش یونسکو، راه‌آهن ۱۳۹۴ کیلومتری شمال-جنوب که ساخت آن در سال 1306 آغاز و در سال 1317 تکمیل شد، یک همکاری موفق میان دولت وقت ایران و ۴۳ پیمانکار و شرکت از کشورهای مختلف بود. گستره و مهندسی این پروژه با سختی‌های خاص، خصوصاً مناطق کوهستانی قابل توجه است، چرا که در این مسیر ۱۷۴ پل بزرگ، ۱۸۶ پل کوچک و ۲۲۴ تونل وجود دارد و دولت وقت ایران به جای استقراض یا تحویل کنترل پروژه به خارجی‌ها، از راه درآمدهای مالیاتی این پروژه را به سرانجام رساند. این خط آهن که دریای خزر را به مناطق جنوب غربی کشور در خلیج فارس وصل می‌کند، در مسیر خود چهار اقلیم مختلف آب‌وهوایی دارد. مسیر راه‌آهن سراسری ایران نه‌تنها از حیث تکنیک و کیفیت ساخت، بلکه از بعد گردشگری و برخورداری از مناظر و جاذبه‌های طبیعی ویژه در جهان دارای اهمیت است.
ثبت این اثر مزایای را به همراه داشته است نخست جلوگیری از تخریب و حفاظت از آن و اعطای کمک های مالی، حفاظتی و اطلاعاتی برای حفاظت از آن است و در صورت وقوع حوادث طبیعی و هر اتفاق دیگری که موجب تخریب آن شود، برای مرمت آن کمک مالی از یونسکو دریافت می شود زیرا حفاظت از این آثار پس از ثبت، در عین باقی‌ماندن در حیطه حاکمیت کشور مربوطه، به عهده تمام کشورهای عضو یونسکو خواهد بود. از دیگر مزایای آن احتمال افزایش گردشگران برای بازدید است که کسب درآمد اقتصادی کشور و منطقه را بیش از پیش فراهم می کند و دیگر آنکه سبب جلوگیری از تخریب راه‌آهن سراسری توسط مالکان دولتی و یا خصوصی می‌شود.