Первая железная дорога в России, соединившая между собой Царское село и Павловск, открылась 30 октября 1837 года. К середине XIX века практически вся западная часть страны была соединена в единую железнодорожную систему. Урал в то время не имел своих железнодорожных путей, поэтому основная масса грузов перевозилась по Большому Сибирскому тракту. Продукция уральской горнозаводской промышленности из-за высоких транспортных затрат не выдерживала конкуренции с европейскими производителями.
В феврале 1870 года Комитет железных дорог России принимает решение о строительстве Уральской горнозаводской железной дороги. Российский император Александр II даёт согласие на сооружение УГЖД с множеством станций и полустанций в направлении от Перми до Екатеринбурга. К 1878 году железнодорожные пути от Перми до Екатеринбурга были построены, и 1 октября по ним открылось регулярное движение. Однако построенная железнодорожная линия не решала полностью транспортную проблему уральского региона, поэтому строительство железнодорожных путей Урала было продолжено. В 1885 году построена железнодорожная линия Екатеринбург-Тюмень. К январю 1888 года она была объединена с горнозаводской линией в единую магистраль, получившей название Уральской железной дороги.
13 мая 1895 года утверждено постановление о сооружении ширококолейного железнодорожного пути от станции «Пермь» через Вятку до пристани Котлас на Северной Двине. 1 ноября 1899 года было открыто движение по Пермь-Котласской железной дороге. Эта дорога соединила европейскую часть России с Транссибом.
В 1896 году построено железнодорожное сообщение между Екатеринбургом и Челябинском, в результате чего сомкнулись Уральская и Самаро-Златоустовская железные дороги. Объединённая сеть стала именоваться Пермь-Тюменской, а Средний Урал получил прямой железнодорожный выход к центру России. В 1900 году объединились Пермь-Тюменская и Пермь-Котласская железные дороги с новым названием - Пермская железная дорога.
В 1905 году утвержден новый проект постройки железной дороги от станции Пермь-Заимки до Екатеринбурга через Кунгур. По сравнению со старой горнозаводской веткой, новая линия значительно сокращала расстояние и была удобнее в эксплуатации. 1 ноября 1909 года правительственная комиссия разрешила эксплуатировать эту железную дорогу, и движение было открыто.
Пермская железная дорога была первой российской магистралью, построенной в горной местности. На всем ее протяжении строили множество железнодорожных мастерских, ведомственных училищ, больниц и библиотек. Основание дороги способствовало развитию уральских городов, в том числе и городов Пермской губернии, а также горнозаводской промышленности Урала.
