Tuyến đường Sài Gòn - Nha Trang bắt đầu thi công từ năm 1900, đến năm 1904 mới làm được 71km, năm 1908 làm được 132km. Ngày 16-7-1913, toàn bộ tuyến đường này dài 462km,  kéo dài đến ga Phú Vinh (quận Vĩnh Xương) cách ga Nha Trang 6km về phía tây, được hoàn thành. Chi phí xây dựng toàn tuyến lên đến 69 triệu franc, giá thành 1km khoảng 148.000 franc, tính đổi theo thời giá khoảng 60.900 đồng Đông Dương.

Năm 1900, trên công trường đường sắt Sài Gòn - Nha Trang, một đoàn phu 100 người bắt đầu khởi hành từ tháng 4-1900 ở Sài Gòn đi, ba tháng sau chỉ còn lại có 20 người, 80 người kia bị chết hoặc mất tích. Bác sĩ Morin được Viện Pasteur cử đi nghiên cứu tình hình các công trường đường sắt Đông Dương đã phải thú nhận: “Bệnh sốt rét làm thiệt hại năng suất của nhân công rất nhiều… Thiệt hại đó trong nhiều trường hợp lên tới 50%”.

Năm 1928, đoạn đường sắt Nha Trang- Đà Nẵng và công trình nhà ga Nha Trang với hướng tuyến có dạng hình bóng đèn tròn được khởi công xây dựng.

Tất cả chia làm 4 đoạn nhỏ: Sài Gòn- Xuân Lộc (81km, làm xong ngày 30-10-1904), Xuân Lộc- Gia Ray (18km, xong ngày 25-8-1905), Gia Ray- Mương Mán (77km, xong ngày 15-1-1910) và Mương Mán- Nha Trang (232km, xong ngày 1-4-1912). Đoạn đường sắt từ Phan Rang lên phía Đơn Dương được khởi công từ năm 1903 và hoàn thành năm 1925.

Tuyến Sài Gòn - Biên Hoà đi qua những vùng đất phì nhiêu và đông dân. Trong địa phận tỉnh Biên Hoà (tỉnh Đồng Nai hiện nay), đường thuộc địa số 1 (quốc lộ 1 nay) và đường sắt chạy song song với nhau. Năm 1903, hai cầu Gành và cầu Rạch Cát (nay thuộc địa phận thành phố Biên Hoà) bắc xong thì ngày 14-1-1905 thông xe đoạn Sài Gòn – Xuân Lộc. Trong đoạn đường này còn có tuyến đường sắt chuyên dụng (vận chuyển gỗ) của nhà máy cưa BIF dài 50km từ bến Nôm về Tân Mai, riêng đoạn đường nhà máy quản lý dài 37km, với 2 đầu máy, 4 toa xe chở gỗ về nhà máy. Tàu chợ Biên Hoà- Sài Gòn mỗi ngày chạy hai chuyến bắt đầu hoạt động.

Hiện nay tuyến đường sắt Bắc- Nam chạy qua tỉnh Đồng Nai dài 87,5km với 12 ga là Gia Huynh, Trảng Táo, Gia Ray, Bảo Chánh, Xuân Lộc, An Lộc, Dầu Giây, Bàu Cá, Trảng Cá, Trảng Bom, Long Lạc, Hố Nai và Biên Hoà. Tuyến đường sắt này là mạch máu giao thông quan trọng nối liền Đồng Nai với các tỉnh phía Bắc và với thành phố Hồ Chí Minh.