京张铁路全长约220公里，由于要经过长城内外的燕山山脉，需要兴建不少隧道及桥梁，工程相当复杂。

当时有部分外国人质疑中国人自行建造这条铁路的能力；詹天佑亦明白工程艰钜，并关系到中国工程师的声誉，但仍然坚持努力尝试。并克服重重困难，终于建成。主要解决了三大难题： 1.过青龙桥时，坡度大的困难！（设计人字形线路） 2.开凿居庸关隧道的困难！（两端向中间凿进的办法） 3.开凿八达岭隧道的困难！（中部凿井发撅）。