从战后到1888年,几经周折,终于转入了中国铁路公司,担任工程师,这正是他献身中国铁路事业的开始.詹天佑刚上任不久,就遇到了一次考验.当时从天津到山海关的津榆铁路修到滦河,要造一座横跨滦河的铁路桥.滦河河床泥沙很深,又遇到水涨急流.铁桥开始由号称世界第一流的英国工程师担任设计,但失败了；后来请日本工程师衽实行包工,也不顶用,最后让德国工程师出马,不久也败下阵来.詹天佑要求由中国人自己来搞,负责工程的英国人在走投无路的情况下,只得同意詹天佑来试试,最终詹天佑解决了三个外国工程师无法完成的大难题,成功建成了滦河大桥.1888年,詹天佑由老同学邝孙谋的推荐,到中国铁路公司任工程师.被湮没了七年之久的詹天佑才有机会献身于祖国的铁路事业.此时正值天津-唐山铁路施工,他不愿久居天津,就亲临工地,与工人同甘共苦,结果只用八十天的时间就竣工通车了.但李鸿章却以英人金达之功上奏,并提升金达为总工程师.詹天佑之功就这样被剽窃了.1890年清政府又修关内外铁路（今京沈铁路）,以金达为总工程师.1892年工程进行到滦河大桥,许多国家都想兜揽这桩生意,金达当然以英人为先,但英人喀克斯以建不成桥而失败.日本、德国的承包者也都遭失败.由于交工期限将至,金达才不得不求于詹天佑.詹天佑详尽分析了各国失败原因,又对滦河底的地质土壤进行了周密的测量研究之后,决定改变桩址,采用中国传统的方法,以中国的潜水员潜入河底,配以机器操作,胜利完成了打桩任务,建成滦河大桥.这一胜利长了中国人民的志气.1894年英国工程研究会选举詹天佑为该会会员.此后,詹天佑又领导了京津路、萍醴路（萍乡至醴陵）等铁路的建筑.袁世凯为讨好那拉氏,1902年奏请修建一条专供皇室祭祖之用的新易铁路（高碑店至易县）.坐火车去祭祖,那拉氏自然高兴.为了不误1903年祭祖之用,命袁世凯于六个月内完工.袁世凯命詹天佑为总工程师.尽管此路价值不大,却是中国人自修铁路之始,因此詹天佑仍是非常重视.詹天佑彻底抛弃了当时外国人必须在路基修成之后风干一年才可铺轨的常规,仅用四个月的时间以极省的费用建成新易铁路.大大鼓舞了中国人自建铁路的信心,为后来京张铁路的修筑打下良好基础.张家口为北京通往内蒙古的要冲,南北旅商来往之孔道,向来为兵家所必争,因此京张铁路就有着重要的经济价值和政治价值.当清廷要修京张路的消息传出后,在华势力最大的英国志在必得,视长城以北为其势力范围的沙俄誓不相让,双方争持不下,最后达成协议：如果清廷不借外债,不用洋匠,全由中国人自修此路,双方可都不伸手.这样,清政府就打消了求救于洋人的念头而一心自修了
