Latvijas teritorijā pirmos uzbūvēja Pēterburgas–Varšavas platsliežu (1524 mm sliežu platums) dzelzceļa līnijas iecirkņus Rītupe–Daugavpils (1860) un Daugavpils–Zemgale (1862), kas kopā Latvijā veidoja 206 km.
Latvijas robežās pirmā līnija bija Rīga–Daugavpils (1861. gads, 218 km), vēlāk: iecirkņi Daugavpils–Indra (1866. gads, 76 km); Torņkalns–Jelgava (1868. gads, 41 km); Liepāja–Vaiņode (1871. gads, 67 km); Rīga–Mīlgrāvis (1872. gads, 10 km); Rīga–Bolderāja (1873. gads, 19 km); Jelgava–Reņģe (1873. gads, 75 km); Zasulauks–Tukums (1877. gads, 58 km); Rīga–Valka (1889. gads, 169 km); šaursliežu (750 mm sliežu platums) iecirknis Valka–Ipiķi (1897. gads, 66 km) līnijā Valka–Pērnava; Liepāja–Aizpute (1900. gads, 48 km) ar sliežu platumu 1000 mm (tādu pašu kā Liepājas tramvajam), ko vēlāk pārbūvēja 750 mm platumā (ekspluatācijā līdz 1964. gads). 1901.–1904. gadā atklāja platsliežu līnijas Maskava–Ventspils iecirkņus: Zilupe–Krustpils; Jelgava–Tukums–Ventspils; Jelgava–Krustpils (kopā 456 km Latvijas teritorijā). 1903. gadā atklāja šaursliežu (750 mm sliežu platums) iecirkņus: Valka–Žuldiņi (14 km); Ape–Pļaviņas (162 km); posms Pļaviņas–Gulbene 1916. gadā pārbūvēts 1524 mm sliežu platumā. Mūsdienās ekspluatācijā ir iecirkņi: Gulbene–Alūksne (750 mm platums); Pļaviņas–Gulbene (1520 mm platums).
1903.–1914. gadā ievērojami pārbūvēja Rīgas dzelzceļa mezglu. Tajā tika izveidotas jaunas stacijas (Rīga–Preču; Rīga–Krasta) un līnijas (Zemitāni–Šķirotava; Brasa–Čiekurkalns). 1912. gadā uzbūvēja šaursliežu (750 mm sliežu platums) līniju Ainaži–Smiltene (114 km), kas daļēji ekspluatācijā bija līdz 1979. gadam. Lielāko daļu no šīm līnijām būvēja un sākuma periodā ekspluatēja privātas sabiedrības, taču 19. gs. beigās un 20. gs. sākumā šīs līnijas pakāpeniski nonāca valsts pārvaldībā.
Pirmā pasaules kara laikā Kurzemē un Zemgalē tika izveidots plašs 600 mm šaursliežu dzelzceļu tīkls, kuru kā pagaidu dzelzceļu būvēja vācu karaspēks un kas pēc kara izmantots tautsaimniecības vajadzībām. Nozīmīgākais bija 1916.–1917. gadā būvētais Ventspils šaursliežu tīkls (Ventspils–Stende; Cīruļi–Roja; Valdgale–Engure; kopā 210 km), kas daļēji palika ekspluatācijā līdz 1968. gadam, un Viesītes šaursliežu tīkls (Jēkabpils–Nereta; Siliņi–Aknīste; Viesīte–Daudzeva; kopā 114 km), kas daļēji palika ekspluatācijā līdz 1972. gadam.
Pasažieru vilciens Ventspils–Mazirbe–Stende. Ventspils dzelzceļa stacija, ap 1930. gadu.
20. gs. sākumā Latvijā tika izveidoti un līdz 20. gs. 30. gadiem saglabāti pieci dažādi sliežu ceļu platumi – platsliežu 1524 mm (mūsdienās – 1520 mm), normālplatuma 1435 mm un šaursliežu ceļi 1000 mm, 750 mm un 600 mm platumā.
No 05.08.1919., kas tiek uzskatīts par neatkarīga Latvijas dzelzceļa dibināšanas datumu, dzelzceļa līniju, izņemot Liepāja–Aizpute, ekspluatāciju veica Latvijas Dzelzceļu virsvalde. Tika atklāta līnija Glūda–Liepāja (1929. gads, 164 km) – līdz tam dzelzceļa satiksme ar Liepāju bija iespējama tikai caur Lietuvu pa 1435 mm platuma dzelzceļu; 750 mm šaursliežu līnija Liepāja–Kuldīga (98 km, iecirknis Liepāja–Alsunga 1944. gadā pārbūvēts 1524 mm platumā; iecirknis Alsunga–Kuldīga, ekspluatācijā līdz 1974. gadam); platsliežu līnijas Madona–Lubāna (1935. gads, 35 km, ekspluatācijā līdz 1990. gadam) un Rīga–Rūjiena (1937. gads, 140 km).
Līdz ar Latvijas pievienošanu Padomju Sociālistisko Republiku Savienībai (PSRS) tās dzelzceļi tika iekļauti vienotā PSRS dzelzceļu tīklā un 1940. gadā tika nodoti PSRS Satiksmes ceļu tautas komisariāta pārziņā. 1941.–1944. gadā dzelzceļu ekspluatāciju veica vācu armija un civilās struktūras, tika uzbūvēts iecirknis Alsunga–Ventspils (1944. gads, 54 km). 1944. gadā Latvijas PSR Dzelzceļa administrācija atsāka darbu. 1953. gadā Latvijas PSR dzelzceļi tika iekļauti “Baltijas dzelzceļa” sastāvā, taču jau 1956. gadā “Baltijas dzelzceļa” sadalīšanas rezultātā atkal tika veidots “Latvijas dzelzceļš”, bet 1963. gadā “Latvijas dzelzceļš” atkal tika iekļauts “Baltijas dzelzceļa” sastāvā. Šajā periodā noritēja dzelzceļa elektrifikācija: iecirkņi Rīga–Dubulti (1950. gads, vēlāk līdz Tukumam); Rīga–Saulkrasti (1958. gads, vēlāk līdz Skultei); Rīga–Ogre (1959. gads, vēlāk līdz Aizkrauklei); Torņakalns–Jelgava (1972).
02.09.1991. ar satiksmes ministra Jāņa Janovska pavēli nodibināts valsts uzņēmums “Latvijas dzelzceļš” (LDz), kurā ietilpa PSRS “Baltijas dzelzceļa” Rīgas, Jelgavas un Daugavpils dzelzceļa nodaļas u. c. Latvijas teritorijā izveidotās struktūras; 04.09.1991. izveidota dzelzceļa pārņemšanas komisija. 01.01.1992. PSRS satiksmes ceļu ministrs izdeva rīkojumu par “Baltijas dzelzceļa” likvidāciju.