Железные дороги, в строительстве которых государство непосредственного участия не принимало, поскольку не верило в перспективность и прибыльность нового вида путей сообщения, начинают прокладывать в России с середины XIX века. Строительством занялись частные компании - акционерные общества, как правило, основанные на деньги иностранных вкладчиков. Однако уже в 1858 году образовалось первое российское (без привлечения иностранного капитала) акционерное общество по строительству Московско-Ярославской железной дороги, идея рождения которого принадлежала общественному деятелю Федору Васильевичу Чижову. Одним из основных вкладчиков Общества и членом его правления стал Иван Федорович Мамонтов - отец известного в будущем мецената Саввы Мамонтова.

Выданная 29 мая 1859 года Главным управлением путей сообщений концессия на строительство положила начало возведению первого участка дороги от Москвы до Сергиева Посада. Открытие его состоялось 18 августа 1862 года. За первые пять лет дорога показала все преимущества нового вида транспорта и принесла немалые прибыли акционерам, что послужило причиной ходатайства Общества к правительству о продолжении строительства до Ярославля. 7 июня 1868 года было получено разрешение, а уже 18 февраля 1870 года поезда проследовали от Москвы до Ярославля.

Почти одновременно с ходатайством "Общества Московско-Ярославской железной дороги" о продлении линии от Сергиева Посада дальше на север возникает "Общество Шуйско-Ивановской железной дороги", возглавляемое И.И. Поповым и получившее 9 мая 1867 года концессию на строительство линии от станции Новки Московско-Нижегородской железной дороги через г. Шуя до станции Иваново. После года строительства 15 сентября 1868 года там открывается сообщение. Чуть позже эту линию продлевают от Иваново до Кинешмы, и 5 февраля 1871 года происходит официальное открытие дороги.

4 июля 1870 года "Общество Московско-Виндаво-Рыбинской железной дороги" открывает движение по новой линии Рыбинск-Бологое, в результате чего крупный торговый центр Ярославской губернии получает прямую связь с Петербургом. Создаются серьезные предпосылки для соединения Рыбинска со своим губернским центром.

Через два года после открытия Московско-Ярославской железной дороги акционерному обществу было дано право на строительство узкоколейки от Ярославля (на левом берегу Волги) до Вологды. Еще чрез два года, 20 июня 1872 года, дорога, призванная стимулировать торговлю Вологодской губернии с центральной Россией, была построена. Но "Общество Московско-Ярославской железной дороги" не собиралось останавливаться на этом, оно желало прокладывать дорогу далее - к Архангельскому порту - лидеру внешней российской торговли.

80-90-е годы XIX века были связаны с промышленным подъемом и, как следствие, с бурным ростом железнодорожного строительства по всей европейской части России. Нашло это отражение и в истории Северной железной дороги. Именно на тот период приходится открытие самого большого количества новых участков и линий.

На пожертвования уроженца Костромы, бывшего председателя "Общества Московско-Ярославской ж.д." с 1886 года строится линия Ярославль - Кострома. 17 декабря 1887 года она вводится в эксплуатацию.

7 января 1893 года открывается линия Карабаново - Киржач, примкнувшая к построенной еще в 1872-м ветви Александров - Карабаново.

6 ноября 1874 года открывается временное, а с 6 сентября 1896 года постоянное движение на направлении Мытищи - Щелково.

В1895 году общество Московско-Ярославско-Архангельской железной дороги полу-чает права на выкуп Шуйско-Ивановской железной дороги с включением всех ее линий

в свой состав. К уже имеющимся ветвям новыми хозяевами строятся и открываются участки: 11 октября 1896 года Иваново-Тейково, 27 ноября 1899 года - Тейково - Юрьев - Польский, за год до которого, 22 октября 1898 года, была открыта ветвь Бельково - Юрьев - Польский.

Одновременно с выкупом в 1895 году Шуйско-Ивановской железной дороги "Общество Московско-Ярославско-Архангельской железной дороги" начало строительство линии

от Вологды до Архангельска.

В отличие от других дорог работы на этом направлении впервые велись в непростых природно-климатических условиях севера. Однако, несмотря на это, уже 17 ноября 1897 года состоялась приемка готовой дороги с прохождением по ней правительственного поезда. Правда, ряд серьезных недостатков повлиял на то, что официальное открытие линии состоялось только 22 октября 1898 года.

В тот же день были открыты дороги Рыбинск - Ярославль и Нерехта - Середа. Последняя соединила железнодорожным сообщением Иваново и Ярославль.

В 1899 году открывается железная дорога от Вятки до Котласа, предназначенная для вывоза леса.

В том же году в правлении "Общества Московско-Ярославско-Архангельской железной дороги" произошел кризис, в результате которого председатель Общества С.И. Мамонтов был отстранен от руководства. 30 марта 1900 года последовал досрочный выкуп дороги в государственную казну. С 1 апреля она перешла к правительству со всем движимым и недвижимым имуществом, а с 1 января 1902 года - в ведение Министерства путей сообщения.

10 марта 1902 года состоялось открытие правильного движения на участке Москва-Савелово. В том же году начато строительство линии Обухово-Вологда-Вятка, связывающей Вологду и Вятку по прямой с Санкт-Петербургом. В 1906-м открылись участки: Обухово-Вологда - 1 января и Вологда-Вятка - 1 ноября.

С 1 января 1907 года все линии и ветви Московско-Ярославско-Архангельской дороги стали именоваться Северными железными дорогами.

В 1911 году на линии Ярославль - Архангельск начинается перешивка узкой колеи на широкую, которую к 1913 году доводят до станции Вологда. Одновременно в Ярославле строится мост через Волгу. С его открытием 21 февраля 1913 года Москва получает прямое железнодорожное сообщение с Севером. В 1915 году широкую колею доводят до станции Няндома.

С началом Первой мировой войны и обострением необходимости повышения пропускной способности стальных магистралей на Северных железных дорогах начинает проводиться усиление существующих линий за счет укладки вторых путей на перегонах, третьих разъездных и дополнительных станционных.

Война резко ухудшила экономическое положение в России, что привело к росту рабочего забастовочного движения. После свержения самодержавия в 1917 году на предприятиях Северных железных дорог стихийно возникают местные комитеты, берущие в свои руки контроль над рабочими и социальными вопросами на производстве. Победа новой власти в октябре 1917 года приветствуется большинством железнодорожников. Старый руководящий состав дороги постепенно заменяется новым.

Гражданская война и иностранная интервенция, захлестнувшие Россию, потребовали от железнодорожников, вставших на защиту новой власти, мобилизации всех сил. Не меньше усилий понадобилось и для восстановления разрушенного хозяйства. С 1919 года широкое распространение получают субботники. С самого начала 1920 года согласно ленинским директивам проводятся чрезвычайные меры по восстановлению железных дорог. Новый вид хозяйственных отношений позволяет Северным железным дорогам добиться в 1920-е годы больших успехов. 1923-24 годы отмечены ростом перевозок, обусловленным восстановлением промышленности страны. Вплоть до 1928 года идет постоянный процесс повышения производительности труда и доходности перевозок, усиления технической вооруженности Северных железных дорог. Строятся новые линии: Данилов - Буй (1918), Савелово - Кашин (1921 г.), Киржач - Орехово-Зуево (1922 г.), Пестово - Красный Холм (1925 г.), Овиншце - Весьегонск и Чагода - Подборовье (1926 г.).

Годы индустриализации отражаются и на работе железнодорожного транспорта. Так, с 1929 года электрифицируются первые участки на Северных железных дорогах, на которые выходят первые советские электропоезда серии "С" (от названия дороги - "Северные"). Все 1930-е растут грузовые и пассажирские перевозки. Главные причины этого - появление новых видов подвижного состава, увеличение пропускной способности станций, мостов, перегонов, набирающие силу ударнические стахановско-кривоносовское и лунинско-папавинское движения.

14 мая 1936 года происходит разделение Северных дорог на Ярославскую и Северную. С 1 июля они приступают к работе в новых границах.

С 1937 года начинает строиться Северо-Печорская железная дорога. На Ярославской дороге вводятся в эксплуатацию новые линии: Вербилки - Большая Вома и Калязин - Углич (1938 г.); на Северной - Искогорка - Молотовск (1938 г.) и Пукса - Наволок (1940 г.).

В годы третьей пятилетки (1938-1941 ) на обеих дорогах был поддержан почин по овладению женщинами мужскими профессиями.

Александровское отделение Ярославской железной дороги целиком переводится на электротягу.

В 1941 году, с первых дней войны, железнодорожные узлы Ярославской и Северной дорог становятся ключевыми в сообщении между тылом и фронтом. На предприятиях дороги мобилизуются все материальные и людские резервы. В действующую армию уходят добровольцы, собираются средства на техническое оснащение, отправляются на фронт вещи, формируются санитарные и бронепоезда. Создаются паровозные колонны резерва НКПС, принявшие участие в обеспечении Красной Армии на фронтах Великой Отечественной войны.

В 1942 году Северная и Ярославская дороги участвуют в эвакуации жителей блокадного Ленинграда.

Для снабжения страны воркутинским углем досрочно, в 1942 году, вводится в эксплуатацию Северо-Печорская железная дорога. К 1943-му строятся новые линии: Сорокская-Обозерская, Будогош-Тихвин, Кабожа-Чагода на Северной и Икша-Поварово, Яхрома-Пост 81 км на Ярославской дороге.

Все военные годы росли и ширились стахановское, лунинское, папавинское, кривоносовское и лискинское движения. Женщины и подростки овладели мужскими профессиями.

Примеры мужества, героизма и доблестного труда железнодорожников были заслуженно отмечены советским правительством, Государственным комитетом обороны и НКПС.

После Великой Отечественной войны главной задачей стало восстановление тяжелой промышленности и железнодорожного транспорта. Продолжается техническое усиление Ярославской, Северной и Печорской дорог.

15 мая 1953 года происходит объединение Ярославской и Северной дорог в одну - Северную.

1 октября 1955 года на Печорской железной дороге открывается линия Хановей - Мульда, а 31 декабря 1958 года МПС принимает линию Чум - Лабытнанги. В 1956 году на Северной дороге закончено строительство участка Кострома - Галич. С 1958-го Северная начинает переводиться на электро- и тепловозную тягу.

14 июня 1959 года Печорская дорога входит в состав Северной.

В 1968 году за достигнутые успехи и в связи со 100-летним юбилеем основания Указом Президиума Верховного Совета СССР коллектив Северной железной дороги награжден орденом Трудового Красного знамени.

Проводятся работы по электрификации участков и линий:

1962 г. - Ярославль - Данилов;

1968-70 гг. - Данилов - Буй - Шарья - Свеча;

1976 г. - Ярославль - Нерехта;

1980 г. - Данилов - Вологда;

1982 г. - Вологда - Череповец - Кошта;

1983 г. - Нерехта - Кострома;

1990 г. - Вологда - Коноша.

3 августа 1996 года завершена электрификация участка Буй - Вологда и открыто сквозное движение для электровозов по линии Свеча - Буй - Вологда - Череповец.

Последний в XX веке участок, электрифицированный на Северной железной дороге. - Коноша-Няндома (1997 г.).