近代海運興起之後，京杭大運河還能發揮內陸運輸的作用，而延續其部份影響力，但是等到鐵路出現之後，其僅有的交通運輸地位也被取代。清末中國最早出現的鐵路，是1876年英美等國商人建築的一條13公里的窄軌鐵路──吳淞鐵路。但在沿路人民反對下，清朝地方當局准予經營一年後備價收回、拆毀。1876年直隸總督李鴻章委任唐廷樞籌辦開平煤礦時，唐提出在礦區修鐵路以利煤運的方案。1880年該礦從礦井所在的唐山到胥各莊修建一條 9公里鐵路，以接水道，第二年建成。這一鐵路當時名唐胥鐵路，至今一直運營不息，是近代中國鐵路運輸系統中最早的一個區段。1886年，開平礦務局把唐胥鐵路從胥各莊展至閻莊，1888年再展至天津，並擬再延展至通州，但是因為京中官員反對而不了了之。1890年轉而從唐山一端向山海關外延展，至1894年中日戰爭爆發時暫行停工。1895年後十餘年間，列強爭奪中國鐵路建築權益。而實際建成的鐵路，有俄、德、法三國分別直接投資建築的中東(包括南滿)、膠濟、滇越三線；英、法、比、德、美各國分別通過提供鐵路借款，完成的有京奉線，新建的有廣九、道清、津浦、京漢、正太、廣三等線。1904?1905年日本在與俄國交戰中，在遼寧擅行敷設安奉、新奉兩線；爾後又投資修建了吉長等線。為了抵制帝國主義的肆意攫奪，清朝人民先後集資修建了新寧、漳廈、潮汕、蘇路、浙路、南潯等鐵路和粵漢鐵路的粵、鄂兩省境內的部分區段；清廷亦在此形勢下著手修建了京張鐵路。這十餘年的鐵路建設，共修築8900餘公里。以往是南北交通大動脈的運河，也逐漸失去的往昔的丰采，沿邊的城鎮也逐漸沒落，而由其他因新式交通而興起的城鎮所取代，如上海取代蘇州、松江，徐州取代清州、宿遷。