Подстоличное положение региона способствовало тому, что именно здесь была построена первая железная дорога России с пассажирским сообщением. Эта дорога длиной 26,5 км соединила Петербург с двумя императорскими резиденциями — Царским Селом и Павловском. Направление ее было проложено по прямой, рассекавшей Павловский парк и всего 0,5 км не доходившей до дворца. Плоская поверхность Приневской низины и слабая к тому времени освоенность территории позволяла это сделать. Насыпь дороги, сооружавшейся по проекту австрийского инженера Ф. А. Герстнера, начали возводить весной 1836 г. Проектом предусматривалась средняя высота насыпи 2,9 м, чтобы обезопасить путь от снежных заносов. Высокая насыпь делала дорогу заметной издалека на фоне монотонного пейзажа южных окрестностей столицы. Путь прокладывали через Шушарские болота, к тому времени уже частично осушенные. На дороге построили 42 небольших моста, что обеспечило беспрепятственный сток с территории. Строили Царскосельскую железную дорогу 1800 рабочих и 1400 солдат.
В октябре 1837 г. началось движение от Петербурга до Царского Села, а весной 1838 г. — между столицей и Павловском. С открытием линии Россия стала пятой страной в Европе и шестой в мире, построившей рельсовую дорогу общего пользования. Благодаря Воксалу,1 возведенному по проекту А. Штакеншнейдера в Павловске как гостиница при станции, слово «вокзал» прочно вошло в русский язык. А Павловский вокзал вскоре превратился в музыкальный зал, который стал на долгие годы одним из центров светской и музыкальной жизни столицы; летние концертные сезоны здесь не прерывались более 100 лет. При таком благоприятном стечении обстоятельств в Павловске началось массовое строительство дач. В начале XX в., когда железную дорогу продолжили от Павловска на юг, линия была вынесена за пределы парка и стала огибать его с запада.