1919年，被迫辞去中华民国临时大总统的孙中山先生，发表了近20万字的名著《建国方略》。在这本书的“实业计划”中，他规划了总计约10万千米的“西北铁路”“高原铁路”等七大铁路系统，提出了建设拉萨至兰州、拉萨至成都、拉萨至于田等8条进藏铁路线路。由于动荡的时局、连年的战火、凋敝的国力，注定了进藏铁路成为他一生中无法实现的诸多夙愿之一。1943年至1945年，国民政府先后派陇海铁路局副总工程师李俨、工程师宋梦渔、选线工程师刘宝善等人，组团率队勘测甘青（甘肃至青海）铁路，撰写了“草测报告”，绘制了剖面图，实施了青藏铁路基点段甘青铁路的部分具体工作。可是，当时正处于抗战时期，限于国力等诸多原因，青藏铁路的建设不可能提上议事日程。总之，由于社会经济状况凋敝，进藏铁路这一巨大工程在新中国成立之前始终只是一条“概念铁路”。
新中国成立之初，虽然经济凋敝，百业待兴，但基于铁路对于国民经济发展尤其是西藏所具有的重大意义，修建青藏铁路即被列入共和国决策者们的议事日程。早在解放西藏之时，毛泽东主席就指示进藏部队“一面进军，一面修路”，他说：“进军是解放西藏，修路也是解放西藏。西藏最大的困难就是没有道路，修路就是从经济上解放西藏。”为此，1953年毛主席点名让王震同志出任铁道兵司令员，并要求他制定出五年、十年铁路建设的计划。1954年12月25日，当川藏、青藏公路通车到拉萨，毛主席闻讯后非常高兴，对时任西藏军区副司令员、西藏自治区筹委会秘书长的阿沛•阿旺晋美说：“藏族人民把公路称为‘幸福之路’，将来我们还要修铁路，让火车爬上‘世界屋脊’。”让铁路跨越昆仑山直抵喜马拉雅山，成为人们心中的热切愿望。
1955年3月9日，周恩来总理主持国务院第七次会议，专门研究西藏交通问题。在这次会议上，讨论并通过了《国务院关于西藏交通运输问题的决定》。从这时起，共和国开始筹划进藏铁路的建设问题。1955年10月，时任西藏军区后勤部副部长兼青藏公路局局长的慕生忠将军亲率铁道部西北设计局的曹汝桢、刘德基、王立杰三名工程师，乘坐军用吉普车，就修建青藏铁路的可行性，沿着2 000多千米的青藏公路进行实地调查和收集资料，前后历时近三个月。1956年，铁道部正式承担了进藏铁路的前期规划。1956年11月至1957年7月，铁道部航察事务所在苏联专家的帮助下，在青藏地区上空进行了航察选线工作。铁一院根据航察事务所对青藏地区的航测结果，成立踏勘组，进行基线测量及代表性地段的地质调绘，同时利用该线已有的航摄资料进行线路勘察及资料收集。1957年底，铁一院胜利完成了兰青线和青藏线的西格段（西宁至格尔木）、格拉段（格尔木至拉萨）的勘测设计。
1958年，青藏铁路的修建悄然开工了。据《当代中国的青海》记载，当时数万筑路大军，在一年零四个月内风餐露宿、夜以继日地紧张施工，于1959年9月22日胜利铺轨到了古城西宁，青海从此结束了没有铁路的历史，青藏铁路起点站也就此建成。同年9月，青藏铁路工程局在西宁成立，被誉为“青藏公路之父”的慕生忠将军兼任局长。铁道部组织施工队伍分别在西宁和关角山隧道开工，青藏铁路西格段的建设拉开序幕。与之同时，青藏铁路格拉段于1957年底通过了选线方案，1958年开始初测，到1960年已完成全线初步设计和部分定测。然而，“大跃进”以及随之而来的“三年严重困难”，经济陷入困境，国家财力不堪重负。在一片“下马”声中，青藏铁路工程局于1960年6月被撤销；1961年3月，青藏铁路全线停建，参加关角山隧道施工的铁道兵队伍黯然撤出工地，青藏铁路建设遭遇第一次“下马”。(www.xing528.com)
1973年12月9日，毛泽东主席在会见尼泊尔国王比兰德拉时表态：“青藏铁路修不通，我睡不着觉。青藏铁路要修，要修到拉萨去，要修到中尼边境去。”在毛主席会见尼泊尔国王之后，青藏铁路格尔木至拉萨段的建设问题，又一次被提上议事日程。1974年1月31日，国家建委向中央领导报送了关于青藏铁路建设的初步意见，提出1974年内重新开工，1983到1985年建成通车。时任国务院副总理的李先念，看了这个初步意见后批示：“似乎时间长了点，能否加快？”重病中的周恩来总理也批示：“同意先念同志意见”，并在“能否加快”四字下面画了重重的箭头，同时指示：“要巩固边疆，开发边疆，发展西藏经济，从根本上改变西藏的面貌，提高生产力，改善人民生活，就必须修铁路；要争取在1980年将火车通到拉萨，最迟1982年。”经过国家计委、国家建委、铁道部的周密部署安排，青藏铁路西格段于1974年正式恢复施工，青藏铁路“第二次上马”。
1974年3月，铁道兵第七师、第十师共6.2万人先后再上高原，展开了青藏铁路西宁至格尔木段建设大会战。经过数万名铁道兵指战员的顽强拼搏和艰苦努力，西宁至格尔木段终于在1979年9月铺通；1984年5月1日，青藏铁路西格段正式投入运营。与此同时，格拉段的科学研究、勘测设计工作也紧锣密鼓地开展起来。然而，当青藏铁路格拉段的勘测设计正酣之时，铁道部于1978年8月12日电令铁一院：“青藏铁路全面下马，桩子打到什么地方，就在什么地方停下。”此时，铁一院勘查组已将定测桩打到藏北重镇那曲附近，距拉萨不到400千米；青藏铁路上的第一条隧道——距格尔木市区60千米的干沟隧道已经开工；西藏自治区也组建了青藏铁路管理局，并开始请兰州铁道学院代培铁路管理干部，委托兰州铁路局代训列车工作人员。之所以又一次“下马”青藏铁路，主要原因是经过十年“文革”的动乱，国家难以承受建设费用，加上高原缺氧、多年冻土等技术难题尚未解决。基于此，当时国家计委、铁道部与铁道兵联合向中央呈交《关于进藏铁路的请示报告》，建议停建青藏线，选择在海拔较低的云南修建滇藏铁路，认为此线路既可以避开高寒缺氧、多年冻土两大难题，且沿线可供利用的经济资源较多。此后，有关部门即开始对滇藏铁路进行全方位的实地勘查，并写出了研究报告，但由于财力、技术等方面的困难，滇藏铁路的建设最终也还是被搁置了下来。
在此后的一段时间，考虑到修筑进藏铁路在相当长的时期内经济效益不高，维护也很困难等因素，中央决定改用更为迅速有效的办法，即发展航空运输业，由国家投资购买大型运输机，解决西藏和内地之间的客货运输。但修筑进藏铁路的愿望和信念却从未动摇过。1994年，铁道部根据中央第三次西藏工作座谈会的会议精神，开始重新就进藏铁路进行规划研究和论证。迈入新世纪后，随着综合国力的显著增强，中央审时度势，做出西部大开发的重大决策，提出“力争用5到10年时间，使西部地区基础设施和生态环境建设取得突破性进展”，这意味着国家资源配置战略与发展战略的重大调整。借助西部大开发的东风，铁道部终于在新千年之际将一份经过6年准备的青藏铁路可行性报告送到江泽民总书记手中。2000年11月10日深夜，江泽民总书记在铁道部的报告上作出重要批示，指出：“修建青藏铁路是十分必要的，对发展交通、旅游，促进西藏地区与内地的经济文化交流是非常有利的。我们应该下决心尽快开工修建。”2001年2月8日，国务院正式批准青藏铁路建设项目立项。2001年6月29日，海拔3 080米的格尔木南山口火车站和海拔3 639米的拉萨河畔柳梧隧道工地同时举行开工典礼。搁浅二十多年的“天路”工程，终于再一次上马！
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