Строительство дороги (до 1936 г. Уссурийская железная дорога) началось в 1891 г. в связи с экономическим освоением Дальнего Востока. В 1895 г. открылось регулярное движение на участке Владивосток-Иман (ныне ст. Дальнереченск). В 1897 г. была введена в эксплуатацию вся линия Хабаровск-Вла-дивосток. Прямое движение поездов от ст. Архара до Владивостока было открыто в 1916 г. с вводом в эксплуатацию ж.-д. моста через р. Амур у Хабаровска. В 1900 г. открылось движение от Уссурийска до ст. Гродеково.

Огромный ущерб дороге нанесла Гражданская война и военная интервенция (1918- 1922 гг.): была уничтожена значительная часть подвижного состава; почти половина общей длины мостов сожжена или взорвана, в т. ч. два пролета ж.-д. моста через р. Амур у Хабаровска (1920 г.). Сквозное движение по Транссибирской магистрали было прервано на пять лет, возобновилось после восстановления моста в 1925 г. В 1929 г. была построена линия Надеждинская-Тавричанка для обслуживания сельскохозяйственных районов Приморского края. В 1931 г. проложена линия Сибирцево-Турий Рог. В связи с ростом добычи сучанских коксующихся углей в 1935 г. реконструирована линия Угловая-Сучан (Партизанск), построена ж.-д. линия Сучан-Находка.

В 1940 г. были введены в эксплуатацию линии Волочаевка-Комсомольск-на-Амуре, Сибирцево-Варфоломеевка. В 1941 г. завершено строительство линии Биробиджан-Ле-нинск и началась эксплуатация линий Смоляниново-Дунай, Партизанск-Сергеевка, Барановский-Хасан с ответвлениями Гвоздево-Краскино и Гвоздево-Посьет. В 1930-е гг. были проведены коренная реконструкция и техническое перевооружение дороги: на всем протяжении главного хода уложены вторые пути, осуществлено переустройство большинства станций, локомотивных депо и других объектов, на всем протяжении главного хода уложены вторые пути. В 1935 г. завершилось строительство основной сортировочной станции восточного направления Хабаровск-П с механизированной сортировочной горкой.