18. yüzyılın sonunda buhar makinesi madenlerde ve fabrikalarda yerleşmişti, ama hareketli bir güç olarak henüz kullanılmıyordu. İlk "vagon yolları" kömür ocaklarından limanlara at çekişiyle çalışıyordu; Richard Trevithick'in 1804 lokomotifi ve Stockton-Darlington hattının 1825'teki açılışı kavramı kanıtladı ama büyük yolcu trafiği için tasarlanmamıştı. Liverpool limanıyla Manchester tekstil fabrikalarını birbirine bağlama ihtiyacı — kanallar yetersiz ve pahalıydı — ilk gerçek demiryolu projesini doğurdu.

Projenin mühendisi George Stephenson hattı buharlı lokomotifle çekme kararını verince hangi makinenin kullanılacağı sorusu Ekim 1829'daki Rainhill Yarışları'yla çözüldü. Beş aday arasında oğlu Robert Stephenson'la birlikte tasarladığı Rocket — çok borulu kazanı, ayrı ateş kutusu ve patlatma borusuyla — saatte yaklaşık 47 km hıza ulaşarak kazandı; modern lokomotifin tüm temel ilkeleri o makinede toplanmıştı. 15 Eylül 1830 açılış günü Başbakan Wellington ve binlerce kişi hazır bulundu, ama gün aynı zamanda ilk büyük demiryolu kazasıyla anıldı: milletvekili William Huskisson lokomotifin altında kalarak öldü. Yine de hat altı ay içinde günde binlerce yolcu taşıyordu.

Model hızla yayıldı. 1840'lara gelindiğinde Britanya'da binlerce kilometre, 1869'da ABD'de Promontory Summit'te birleştirilen ilk transkontinental hat, 1903'te Vladivostok'a uzanan Trans-Sibirya, 1888'de planlanmaya başlanan Berlin-Bağdat hattı — demiryolu, kıtaların iç pazarını ilk kez gerçek anlamda kurdu. Tarımsal ürün şehirlere, kömür fabrikalara, asker cephelere, posta merkezlere saatler içinde ulaşmaya başladı; standart zaman dilimleri (Greenwich 1847, ABD 1883) tren tarifesi yüzünden icat edildi.

Tarihçi Eric Hobsbawm bu dönemi "demiryolu çağı" diye adlandırır: 19. yüzyıl ortasının sanayisi, sermaye birikimi ve kentleşmesi büyük ölçüde rayların döşendiği ritmle ilerledi. Demiryolu yalnızca bir ulaşım aracı değil, mekânı küçülten ve zamanı standartlaştıran ilk büyük teknik sistemdi; bugünün küresel lojistik ağı, banliyö kenti ve "zaman tablosuna göre yaşam" alışkanlığı doğrudan Liverpool-Manchester ile başlayan zincirin halkalarıdır.