В начале 1870-х годов возникла необходимость построить железнодорожную сеть от Оренбурга до Ташкента. Принято решение построить железную дорогу от восточного побережья Каспийского моря до Кызыл Орвата, Ашхабада и дальнейших направлений. Строительство Каспийской железной дороги началось в ноябре 1880 года. В 1885 году дорога дошла до Ашхабада, а в 1886 году — до Чоржоя. В мае 1888 года со строительством мостов было открыто железнодорожное сообщение с Самаркандом через Амударью.
В 1899 году были проложены 2 железнодорожные сети от станции Урсатьевск (ныне Ховост) до Ташкента и до Андижана в Ферганской долине. После соединения Самаркандско-Андижанских железнодорожных линий будет создана сеть среднеазиатских железных дорог, проходящая через территории Сырдарьи, Самарканда, Ферганы, Каспиёрти и Бухарского ханства. В настоящее время общая протяженность железных дорог составляет 2354 версты.
В годы после Второй мировой войны Салар-Узбекистан (1966 г.), Чорджой-Кунгирот (1957 г.), Навои-Учкудук и Джизак-Сырдарья (ныне Мехнат) (1962 г.), Келес-Узбекистан (1966 г.), Заграждение-Ходжикент (1967 г.), Суперфосфат (ныне Мароканд)-Кашкадарья (1970 г.), Новые железнодорожные участки такие построены Термиз-Кургонтепа (1974 г.), Найманкол-Нукус (1975 г.), Нукус-Чимбой (1980 г.).
За годы независимости была проделана большая работа по формированию новых стальных путей в нашей стране. В пустынях Кызылкум построена железнодорожная линия Навои-Учкудук-Султонувайстог-Нукус. Большое значение приобрело строительство железной дороги Ташгузар-Бойсун-Кумкурган, которая строилась в сложных горных условиях.
22 июня 2016 года состоялась официальная церемония открытия реализации крупного проекта сотрудничества Узбекистана и Китая – электрифицированной железной дороги Ангрен-Поп и Камчикского тоннеля.