解決這一難題的辦法有兩種，一是建高架鐵路；二是建設(shè)地鐵。但是，建設(shè)高架鐵路投資大，而且還要占據(jù)地面相當(dāng)大的空間。因此，人們還是對建造地鐵感興趣。
英國在世界上首先建設(shè)了地鐵。那是在 1860年正式開工建造地下鐵路的。但是，英國最早的地鐵實(shí)際上應(yīng)屬于1822年建成的1.8千米地下隧道。
1822年，英國人斯蒂芬遜決定在利物浦和曼徹斯特之間敷設(shè)鐵路，供“火箭號”機(jī)車行駛。但是，鐵路沿線居民和害怕被火車搶走生意的馬車主強(qiáng)烈反對修建這條鐵路。因此，鐵路不得不改變線路，繞遠(yuǎn)在沼澤地上通過。尤其是在利物浦市，反對修建鐵路的人更多。由于不能在市內(nèi)修建，不得不開挖1.8千米的地下隧道供火車行駛。
這一段供火車通過的地下隧道，雖然算不上真正的地鐵，但是在地鐵的發(fā)展史上還是占有一定位置的。正是由于這件事，才使發(fā)明地鐵的英國人認(rèn)識到，火車在地下行駛完全是行得通的，它為火車開辟了新的通路。
那時，英國也為地鐵施工創(chuàng)造了條件。當(dāng)時有個叫布魯納的英國人，在倫敦的泰晤士河下面開挖了隧道，采用的是一種“盾構(gòu)法”施工的，即通過在地下深處安裝圓管不斷掘進(jìn)的辦法。這條隧道是1825年竣工的。1860年倫敦地下鐵路開工時，人們也準(zhǔn)備用盾構(gòu)法修建地下鐵路。
1863年，英國的地鐵工程首先完成了從倫敦的福靈斯頓站到畢曉普站的6千米區(qū)段。那時，還沒有發(fā)明電力機(jī)車，所以地鐵也用的是燒煤的蒸汽機(jī)車。
這種蒸汽機(jī)車在行駛時，搞得地鐵隧道里煙霧彌漫，不僅熏黑了車站和車廂，乘客們也滿身煙塵。盡管如此，倫敦市民還是愿意乘地鐵。他們認(rèn)為，地鐵方便，速度快。因此，倫敦的地鐵利用率很高，并促使地鐵線路不斷擴(kuò)展。到1883年，倫敦已建成了32千米的環(huán)形線地鐵。
到了1890年，德國和美國先后制成了性能優(yōu)良的電力機(jī)車。隨后，電力機(jī)車很快用于地鐵。法國巴黎由于也為城市交通問題所困擾，便立即投入修建使用電力機(jī)車的地鐵。當(dāng)時，為了迎接1900年萬國博覽會在巴黎舉辦，便加速施工。結(jié)果，在博覽會舉辦時，巴黎地鐵如期通車。這是世界上最早使用電力機(jī)車的地鐵。與巴黎幾乎同時，德國也在柏林開挖地鐵，并于 1900年竣工。
美國在制成電力機(jī)車后，于1898年開始在波士頓修建地鐵，并于1904年通車，從而代替了喧鬧的高架鐵道和不合時宜的鐵道馬車。
紐約和巴黎在地鐵施工中，由于地下都是堅硬的巖石的地質(zhì)構(gòu)造，所以不能使用英國的盾構(gòu)施工法，而采用先在巖石上開小洞，再進(jìn)行擴(kuò)大的施工辦法。而德國柏林卻是松軟的砂土地質(zhì)構(gòu)造，因此先開挖路面，再采用沉箱法施工。
到了20世紀(jì)初期，世界上已有19個城市開通了地下鐵路。此后，有許多國家都在籌建地鐵。例如，前蘇聯(lián)的地鐵建設(shè)雖然起步較晚，但有利之處是，可吸收各國經(jīng)驗(yàn)，研究各種不同的地鐵施工技術(shù)，采用適合自己的方法進(jìn)行施工。于1932年開工修建的莫斯科地鐵，在第二次世界大戰(zhàn)期間，為了當(dāng)防空洞使用，仍在繼續(xù)施工，完成了6千米。如今的莫斯科地鐵，是世界上最豪華地鐵之一。
世界上最早建成地鐵的英國倫敦，現(xiàn)已有地鐵400多千米，居世界首位。其次是紐約，有380多千米。第三是巴黎，有近200千米。
鐵路機(jī)車
鐵路運(yùn)輸是19世紀(jì)20年代發(fā)展起來的，它的前驅(qū)是英國17世紀(jì)的木軌和18世紀(jì)的鐵軌上的手推和馬拉車輛運(yùn)輸。1802年英國人特里維西克制成3.5個大氣壓的“高壓蒸汽機(jī)”及第一臺實(shí)驗(yàn)性蒸汽機(jī)車，在默瑟爾和加爾第夫之間的鐵路上行駛了14.5公里。1815年他又制成了7個大氣壓和熱效率超過7%的蒸汽機(jī)車，功率在100馬力之上，為后來斯蒂芬遜完成火車的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。
1814年拿破侖侵英戰(zhàn)爭爆發(fā)，馬車不能適應(yīng)戰(zhàn)時運(yùn)煤的需要，斯蒂芬遜研制成從煙囪排蒸汽以使鍋爐鼓風(fēng)燃燒的機(jī)車。載 30噸煤每小時行駛6.4公里。到1825年9月，他終于制成可供使用的蒸汽機(jī)車，每小時可行駛24公里，載重90噸，從而完成了火車的發(fā)明。
1826年至1830年9月，斯蒂芬遜和他的兒子一起制成第一臺載客運(yùn)輸火車“火箭式”，在競賽中獲勝，從此開始了蒸汽機(jī)車鐵路運(yùn)輸?shù)臅r代。1872年英國開始普及有座位的車廂，正式出現(xiàn)運(yùn)客火車。
鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展將軌距的標(biāo)準(zhǔn)提到日程上來，至今國際通行的標(biāo)準(zhǔn)軌距就是19世紀(jì)30年代英國人布魯內(nèi)爾提出來
