Järnvägen började byggas på 1800-talet. Den blev helt färdig 1905 sedan en linje byggts förbi Bajkalsjön som man tidigare fick passera med tågfärja. Ursprungligen gick linjen en lång sträcka genom norra Kina, men 1916 blev linjen klar i sin nuvarande sträckning, enbart genom Ryssland.