Уже в мае 1836 г. на дороге начались строительные работы, завершить которые предполагалось не позднее осени. Герстнер отмечал: «Так как все приготовительные работы для дороги в Царское Село с продолжением оной чрез часть Павловского парка уже кончены, построение этой дороги может быть немедленно начато, затем, если не встретятся какие-либо препятствия, дорога будет кончена к октябрю 1836 года…».
Во время подготовительных работ осушали заболоченные участки суши, в лесах прорубались просеки и возводились временные постройки, а 9 мая 1836 г. рабочие начали отсыпку насыпи под железнодорожное полотно. Под руководством строительного комитета на дороге трудилось 17 инженеров, а работы велись одновременно на нескольких участках артелями рабочих. В самый разгар строительства общее количество занятых на стройке достигало 1800 человек, а для ускорения работ летом 1836 г. на строительную площадку дополнительно привлекли 1400 солдат из лагерей под Красным Селом. Так как в России того времени строительный сезон заканчивался осенью с началом дождей и холодов, Правлению акционерного общества важно было успеть завершить основные работы в течение теплого времени года. Укладка рельсов на подготовленное полотно началась 27 августа в районе Царского Села, а затем одновременно на одиннадцати участках дороги. Шпалы, называвшиеся тогда «поперечинами» (они представляли собой половину обычного бревна), укладывали к земле ровной пиленой стороной. Поперечины изготовляли из елей, купленных на ближайших к дороге лесозаготовках. Под шпалы готовили прочное основание: на утрамбованную землю выкладывали слой булыжного камня и засыпали его слоем щебня, затем выравнивали. Общая толщина каменно-щебеночной подушки получалась довольно большой: в среднем около 1 м, хотя местами была гораздо больше. Железные рельсы заказывались на разных заводах и имели разную длину: от 3,7 до 4,9 м, что усложняло монтаж, поскольку постоянно требовалась подгонка рельсов по месту.
Открытие Царскосельской железной дороги
К концу сентября общая длина готового пути от Павловска в сторону столицы составила 22 версты. В Царском Селе на станции построили два теплых ангара для паровоза и вагонов, которые представляли собой простые дощатые сараи, и заложили фундамент вокзала. Большие работы велись и на станции в Павловске.
В 1836 г. дорогу не успели подготовить к началу эксплуатации – железнодорожный путь еще не достроили до конца, хотя назначенный ранее срок открытия уже подходил. Тогда власти и Правление акционерного общества решили открыть хотя бы участок между Царским Селом и Павловском, назначив на 27 сентября официальные мероприятия по этому поводу. Паровозов еще не было, но из Бельгии (куда они были доставлены из Британии) поступили четыре вагона (экипажа) – два крытых и два открытых. Очевидец тех событий писал: «Около часу пополудни при прекрасной яркой погоде собралась у начала дороги (в Павловске. – А. Г.) разнообразная публика. Всего привезено из Англии и поставлено на железной дороге только четыре экипажа: два шарабана, т. е. крытые повозки, и два вагона – открытые повозки. Каждый шарабан был сцеплен с вагоном, так что всего было два экипажа, вмещающие по 60 человек каждый. <…> В каждый экипаж впрягли двух ямских лошадей, тощих, но крепких, взятых без выбору, впрягли „гусем” (одну за другой. – А. Г.). По приглашению Герстнера экипажи наполнились любознательными зрителями и пустились по дороге во всю конскую прыть». С этого начались отечественные железные дороги.
Постепенно начали поступать новые паровозы и новые вагоны. В Царском Селе и Павловске проходили их испытания и пробные поездки (до деревни Большое Кузьмино), на одной из которых присутствовал и император с семьей, а паровозом управлял 17-летний сын Герстнера. В те же дни в Царском Селе проходили испытания английских паровозов, изготовленных на заводе Гакворта. На несколько дней все поездки по первой железной дороге (по сути – ознакомительные) официально объявили бесплатными. Только на следующий год, 30 октября 1837 г., Царскосельскую железную дорогу открыли официально, пока до Царского Села. Регулярное движение из столицы до Павловска началось 22 мая 1838 г.