На 11 ноември 1837 г. по нов стил (30 октомври по стар стил) в Русия е открито движението по първата железопътна линия – от Санкт Петербург до Царско село. Първият влак изминава около 23 километра за 35 минути. На церемонията присъства император Николай I, а съставът включва парен локомотив и осем вагона. Линията е проектирана от австрийския инженер Франц Антон фон Герстнер и първоначално има характера на експеримент: трябва да покаже дали железопътният транспорт е приложим при руската зима и големите разстояния в империята.

Строителството започва през 1836 г. след одобрение на проект за трасе от Санкт Петербург до Царско село с продължение до Павловск. Герстнер предлага линията да свърже столицата с императорската резиденция и с популярното място за летен отдих край Павловск. Преди доставката на локомотиви от чужбина по част от трасето се използва конна тяга. Изпитанията показват, че два коня могат да движат пътнически състав, но парната машина постепенно надделява. От 4 април 1838 г. движението е изцяло с парни локомотиви, а на 22 май същата година е открит участъкът до Павловск. Цялото направление Санкт Петербург – Павловск достига 27 километра.

В началото Царскоселската железница изпълнява не само транспортна, но и развлекателна функция. Пътуването до царската резиденция и до Павловск се превръща в ново преживяване за столичната публика. По-късно линията се използва и за изпитания на подвижен състав и за подготовка на железопътни кадри. Съвременници описват първото пътуване като движение с бързина, ужасяваща въображението.

В следващите години железницата се оказва повече от кратка линия за пътувания извън града: тя дава практически опит, необходим за изграждането на по-дълги трасета. Опитът с линията до Царско село предхожда железопътната магистрала между Санкт Петербург и Москва, открита през 1851 г. Така малкото трасе от 1837 г. се превръща в отправна точка за разрастването на руската железопътна мрежа.