Transamerikanska järnvägen byggdes under åren 1863–1869 och var den första järnvägen som löpte tvärs över Nordamerika. Järnvägen var 3069 kilometer lång, sträckte sig från Sacramento i väst till Omaha i öst och byggdes av de två företagen Central Pacific Railroad och Union Pacific Railroad som byggde från varsin ända av kontinenten.
Projektet initierades av den amerikanske ingenjören Theodore Judah som 1861 reste till Washington, D.C., för att presentera sin idé för senaten och presidenten Abraham Lincoln. Förslaget gillades och den 1 juli 1862 gick lagen Pacific Railroad Act igenom som gav uppdraget att bygga järnvägen åt de två företagen.
Den 10 maj 1869 slogs den sista spiken, som var gjord av guld, i rälsen. Detta gjordes i Promontory, strax utanför Ogden, Utah. Spiken hade virats in i telegrafkablar så att hela nationen skulle kunna höra det historiska ögonblicket.Viljans seger, bilaga ur Illustrerad Vetenskap nr. 8/2007, s. 13.
Sträckning 400px|miniatyr|centrerad|Karta över järnvägens sträckning från 1908. miniatyr|vänster|Transamerikanska järnvägens sträckning, med Central Pacifics järnväg i rött och Union Pacifics järnväg i blått. Den gröna sektionen väster om Sacramento tillkom senare.
Union Pacifics rutt Union Pacifics rutt var totalt 1 087 miles (1 749 km) och startade i Council Bluffs, Iowa, öster om Missourifloden. Den dåvarande presidenten, Abraham Lincoln, utsåg Council Bluffs som transferterminal mellan Union Pacific och de sju övriga järnvägsbolag som anslöt till linjens östra ände. Ursprungligen transporterades tågen med tågfärja över floden till Omaha i det dåvarande Nebraskaterritoriet. Under järnvägens första år hade man stora problem med att Missourifloden frös till på vintern, och tågfärjorna fick ersättas med slädar. Först 1873 konstruerades en 840 meter lång bro över Missourifloden mellan Council Bluffs och Omaha, som ersatte färjeöverfarten.
Järnvägen steg därifrån västerut ut ur floddalen. Därifrån korsade den Elkhorn River och därefter Loup River, och följde den norra sidan av Platte Rivers floddal västerut genom Nebraska, samma väg som de befintliga nybyggarvagnslederna västerut. I takt med att järnvägen flyttades västerut uppstod tillfälliga järnvägsarbetartältstäder på vägen västerut, "Hell on Wheels", och medan vissa av dem snart försvann när järnvägsarbetarna drog vidare blev andra till permanenta bosättningar. Många av de nuvarande städerna längs järnvägen grundades på detta sätt.
Platte River-dalens västliga sträckning och lutning på omkring 6 fot per mile gjorde det möjligt att konstruera järnvägen i en takt om över 1 mile per dag, och 1866 kunde Union Pacifics konstruktion ta fart på allvar. Nära sammanflödet mellan North Platte River och South Platte River korsade järnvägen North Platte River på en 790 m lång pålbro, kallad "Half mile bridge". Här byggdes järnvägsstaden North Platte, Nebraska i december 1866.
Medan de ursprungliga rutterna för nybyggarna västerut, som California Trail, Oregon Trail och Mormon Trail, här fortsatte åt nordväst längs North Platte Rivers hela sträckning och korsade den amerikanska vattendelaren genom South Pass, valde Union Pacific en annan rutt, då den långa rutten längs North Platte Rivers smala och branta kanjoner var mindre lämpad för järnvägens behov. Istället valdes en sydligare rutt, närmare Denver, då behovet av vattentillgång från floderna inte var lika viktigt för järnvägsbolagen som för nybyggarna, och här fanns också kända kolfyndigheter. År 1867 valde man att från North Platte, Nebraska fortsätta längs South Platte River, in i nuvarande Wyoming vid Lone Pine och vidare genom Evans Pass, även kallat Sherman's Pass, på 2 500 meters höjd, den högsta punkten längs järnvägen. Evanspasset döptes efter den engelske lantmätaren James Evans som upptäckte rutten. Här grundades orten Sherman, Wyoming. Platsen utmärks idag av Amesmonumentet, men järnvägen har sedan dess flyttats till en annan rutt genom Hermosatunneln några kilometer söderut.
På östra respektive västra sidan av Evanspasset uppstod järnvägsstäderna Cheyenne och Laramie.
miniatyr|vänster|Den ursprungliga Dale Creek-bron, i bruk 1868–1876. Ur The Pacific Tourist (1879). Union Pacific nådde Cheyenne i december 1867, efter att ha byggt omkring 430 km järnväg under året. Union Pacific kom senare att 1870 sammanbinda Cheyenne med Denver söderut via Denver Pacific Railway, och Cheyenne utvecklades därför till en viktig järnvägsknut med omfattande bangårdar och lokstallar. Denver Pacific Railways anslutningar österut via Denver mot Kansas City, Kansas, och Kansas City, Missouri gjorde Cheyenne till en strategisk punkt i Union Pacifics nät och ett transportnav, och staden är idag Wyomings största stad. Cheyenne användes som bas för de hjälplokomotiv som kopplades på järnvägen före Evanspasset för att assistera med att dra tunga godståg och ploga snö vintertid. Vid Dale Creek Canyon väster om Evanspasset konstruerades en 200 m lång bro av prefabricerade delar som transporterats från Chicago, och här var man också tvungen att skära igenom granitklippor någon kilometer på varje sida. Den ursprungliga bron hade en hastighetsbegränsning på 4 mph (6 km/h). Vid den nya järnvägsstaden Laramie korsade järnvägen Laramie River.
Västerut från Laramie fortsatte järnvägen genom Dakotaterritoriet, dagens Wyoming, och etablerade staden Rawlins, Wyoming, samt många mindre kol- och vattendepåer. Vid floden Green River korsade man den sista stora floden på järnvägens sträckning, och här etablerades staden Green River, Wyoming 1868. I december samma år etablerade Union Pacific staden Evanston, Wyoming, efter att ha lagt omkring 580 km spår under år 1868. Evanston kom under följande år att bli ett centrum för underhållsarbeten på järnvägens lok och vagnar.
I Utahterritoriet korsade järnvägen Wasatch Mountains och konstruerades nerför Echo Canyon och Weber River Canyon. För att snabba upp konstruktionsarbetet anlitades tusentals mormonska arbetare för att påbörja bygget av järnvägen innan Union Pacifics linje hunnit fram till Utah. Flera tunnlar, den längsta 231 meter lång, konstruerades här. Man använde det nya sprängämnet nitroglycerin vid bygget, vilket snabbade upp konstruktionsarbetet men ledde till flera dödsolyckor. Det så kallade Thousand Mile Tree i Weber River Canyon kallades så då det råkade markera exakt ett tusen miles från Omaha, och signerades av de mormonska arbetarna.
Järnvägsbygget nådde Ogden, Utah i mars 1869, men det tog ytterligare över ett år innan sträckan hit var helt färdigställd. Från Ogden gick järnvägen norr om Stora Saltsjön till Brigham City, Utah och Corinne, Utah. I Promontory, Utah mötte järnvägen Central Pacifics västliga linje, 10 maj 1869. Sträckan norr om Stora Saltsjön är inte längre i bruk, då man 1904 byggde en banvall över mitten på sjön, som kortade järnvägen med 43 miles (69 km).
Central Pacifics rutt Central Pacifics lade totalt 690 miles (1 110 km) spår, från Sacramento, Kalifornien och österut. Järnvägen påbörjades 1863 och steg från västkusten upp genom de 2 100 m höga bergen i Sierra Nevada över Donnerpasset och in i den då nya delstaten Nevada. Höjdskillnaden från Sacramento (12 m över havet) till Donnerpassets högsta punkt vid 2 000 meters höjd skulle klättras på en sträcka på omkring 90 miles (140 km), med 14 meters genomsnittlig stigning per kilometer, och en sådan naturlig jämn stigning fanns endast på ett fåtal platser i bergen. Theodore Judah, chefsingenjör för Central Pacific, upptäckte en sådan rutt innan sin död 1863. Rutten följde en bergskam belägen mellan American Rivers norra källgren, Bear River och South Yuba River i norr. Endast på en punkt längs sträckan, vid "Cape Horn CPRR", översteg lutningen 2 procent marginellt.
I juni 1864 öppnade Central Pacific en tullbelagd vagnsled längs den framtida järnvägsrutten, Dutch Flat and Donner Lake Wagon Road, efter ett års arbete. Leden användes för att transportera frakt och passagerare för järnvägsbyggets behov men också som öst-västlig transportled mellan Nevadas gruvstäder och Kaliforniens kust, i väntan på järnvägens färdigställande. I takt med att järnvägslinjen österut färdigställdes kunde järnvägen erbjuda mer och mer fördelaktiga priser och transporttider mellan Kalifornien och Nevada, och när järnvägen nådde Reno, Nevada hade man tagit över större delen av alla transporter på rutten. Intäkterna användes för att finansiera järnvägens fortsatta utbyggnad. Järnvägen gick den ungefärliga sträckningen för den befintliga vagnsleden California Trail över Donnerpasset, Truckee, Kalifornien och ned genom Truckee Rivers floddal.
Theodore Judah hade lagt ut en preliminär rutt före sin död 1863, men hans efterträdare som chefsingenjör, Samuel S. Montague fick göra den detaljerade planeringen av sträckan, assisterad av Lewis M. Clement och Charles Cadwalader. För att snabba upp konstruktionen gjordes en detaljerad analys av alla nödvändiga arbeten så att de mest tidskrävande arbetena på tunnlar, viadukter och broar påbörjades omedelbart när järnvägens rutt genom området definitivt fastställts. Detta gjorde det nödvändigt att dela arbetsstyrkan i två delar, den övre ledd av Clement mellan Blue Cañon och Truckee och den lägre ledd av Cadwalader från Truckee till delstatsgränsen mot Nevada. Andra assisterande ingenjörer fick i uppdrag att konstruera enskilda broar, tunnlar och viadukter som förmän och arbetare byggde.
miniatyr|vänster|Donnerpasset med den gamla banvallen och tunnlarna för den ursprungliga sträckningen för Central Pacifics linje. Totalt byggde Central Pacific 11 tunnlar (nummer 3-13) genom Sierra Nevada, varav sju av dem på en 3 km lång sträcka öster om Donnerpassets högsta punkt. Tunnlarna konstruerades genom att hål borrades och sedan fylldes med svartkrut och detonerades. Upp till 500 stycken 11-kilostunnor med svartkrut om dagen förbrukades av järnvägsbygget.
Tunnel nummer 6 genom den högsta punkten på passet var 510 m lång och påbörjades redan i slutet på 1865, långt innan järnvägen nådde fram till punkten. Tunneln byggdes genom granit och kunde endast byggas i en takt av 30 cm per dag, varför man 1866 också byggde ett centralt schakt uppifrån för att även kunna bygga tunneln utåt från mitten på fyra sprängytor samtidigt. Ett uppehåll gjordes i arbetet under vintern 1865-1866, på grund av avsaknaden av försörjningsvägar och vinterläger uppe i bergspasset. Passet var ökänt genom Donner Partys långa vinter insnöade i passet endast 20 år tidigare, då många nybyggare dog av svält.
Med hjälp av en mödosamt uppforslad ångmaskin kunde man transportera bort stenmassor snabbare. Till vintern 1866-67 hade man börjat effektivisera sprängarbetet med hjälp av maskiner och nitroglycerin.
För att ge banvallen lagom lutning grävdes V-formade skärningar genom kullar. Ofta användes sprängämnen för att snabbt lösgöra material, eftersom Central Pacific hade bråttom att färdigställa linjen, men detta hade nackdelen att materialet spreds och inte gick att använda som fyllnadsmaterial genom sänkor. I praktiken måste materialet grävas upp med spade och forslas med kärra. Istället konstruerades många viadukter på träbockar, men dessa var i längden underhållskrävande. Central Pacific valde dock att först bygga temporära viadukter för att senare, när järnvägen väl fanns på plats, använda järnvägen för att transportera stora mängder fyllnadsmaterial, och många viadukter ersattes på så sätt av fyllnadsmassor under de följande åren.
Vägen nerför Sierra Nevadas östra sluttningar gick längs södra sidan av Donner Lake, med en följd av hårnålskurvor och sicksackspår ingrävda i sluttningen. Truckee River, som är Lake Tahoes utlopp, erbjöd en bra väg österut, men vägen genom flodens kanjon krävde omfattande brokonstruktioner som förbereddes tidigt. Två lok och vagnar transporterades på vagn och släde till det som senare blev orten Truckee, Kalifornien, och användes i konstruktionsarbetet under vintern 1867/1868.