Azərbaycanda dəmiryolunun təməli hələ 1878-ci ildə qoyulmuş və inşası 20 yanvar 1880-ci ildə başa çatmışdır. O, uzunluğu cəmi 20 km olan Bakı-Suraxanı-Sabunçu dəmir yolundan ibarət olmuşdur. Həmin tarixi dövrdən başlayaraq dəmir yolu yük daşınmasına olan tələbatın artdığını nəzərə olaraq inkişaf etmiş və təkmilləşmişdir.
Azərbaycanda dəmir yolunun təməli hələ 1878-ci ildə qoyulmuş və inşası 20 yanvar 1880-ci ildə başa çatmışdır. O, uzunluğu cəmi 20 km olan Bakı-Suraxanı-Sabunçu dəmir yolundan ibarət olmuşdur. Həmin tarixi dövrdən başlayaraq Azərbaycan dəmir yolu yük daşınmasına olan tələbatın artdığını nəzərə olaraq inkişaf etmiş və təkmilləşmişdir. Hazırda baş yolların ümumi uzunluğu 2910,1 km, istismar uzunluğu 2079,3 km-dir ki, onlardan da 802,3 km-i ikiyolludur. Yolun ümumi istismar uzunluğunun 1241,4 km-i və ya 59,7%-i elektrikləşdirilmiş, 837,9 km-i, yəni 40,3%-i tepolovoz dartısı ilə işləyir. 1527,7 km-i avtomatlaşdırılmış işarəvermə sistemi ilə təchiz edilmişdir.
Azərbaycanda ilk dəmir yolunun çəkilməsi və sonradan inkişaf etdiriməsi birbaşa neft daşınması ilə əlaqədar olmuşdur. Abşeronda neftin olması qədim zamanlardan bəlli idi. Bakı nefti uzun müddət sistemsiz üsulla çıxarılmış və əsasən Azərbaycanda, onun daşındığı Yaxın və Orta Asiya ölkələrində, Rusiya və Hindistanda işıqlandırma və müalicə üçün istifadə edilmişdir.
1847-ci ildə ilk qazma quyusunun meydana gəlməsi,neftin qazma üsulu ilə çıxarılmasının daha da inkişaf etdirilməsi,xüsusən XIX əsrin 70-ci illərinin əvvəllərində alış-veriş sisteminin ləğvi ilə əlaqədar neftçıxarma kəskin surətdə artdı. Neftçıxarmanın gur şəkildə artdığı bir şəraitdə neft daşınmasının təkmilləşdirilməsi məsələsi aktual şəkil aldı. Əsas neftçıxarma rayonlarından (Sabunçu,Suraxanı,Balaxanı) neftin Bakı neftayırma zavodlarına və Xəzər dənizi vasitəsilə Rusiyanın mərkəzi rayonlarına daşınması olduqca primitiv üsulla, karvan üsulu ilə, ağac çənlərdə və tuluqlarda icra edilirdi ki,onların da sayı 10 minə çatırdı.
Belə bir üsul olduqca baha başa gəlirdi və neft işinin gələcək inkişafına ciddi maneə,əngəl yaradırdı. Bakının neft sənayeçiləri daha çox gəlir götürmək üçün dəmir yolu xəttlərinin və boru kəmərlərinin çəkilməsində olduqca maraqlı idilər. Beləliklə,mübaliğəsiz demək olar ki, Bakıda və Azərbaycanda dəmir yolunun çəkilməsinin əsil səbəbkarı Bakı nefti və onun sənaye emalı məsələsi olmuşdur. Belə ki, neft sahibkarlarının mədənlərlə neftayırma zavodları arasında dəmir yolunun çəkilməsi haqqında dəfələrlə Nazirlər Komitəsinə müraciətlər etmişdilər. Nəhayət ki, onların təkidli tələbləri öz bəhrəsini verir. Nazirlər Komitəsinin çar II Aleksandrın iştirakı ilə 1878-ci il iyunun 16-da keçirilən iclasında neft sahəsində dəmir yolunun tikintisi layihəsi təsdiq olunur. 25, 2 verst uzunluğunda olan dəmir yolunun çəkilməsi isə "Poti-Tiflis" dəmir yolu cəmiyyətinə həvalə edilir. Cəmiyyət bir il altı ay ərzində xətlərin inşa edilməsini üzərinə götürür. Tikintiyə rəhbərlik mühəndis Krubetsə tapşırılır. Az bir vaxtda Bakıya tikinti üçün lazım olan materiallar və avadanlıqlar göndərilir. 1878-ci ilin dekabr ayında Krubetsin şəhər rəhbərliyinə göndərdiyi məktubda bildirir ki, Qara şəhərdə avadanlıqların saxlanılması üçün əlavə anbarların tikinlməsinə böyük ehtiyac var.
Dəmir yolunun çəkilməsi üçün əsas vəzifələrdən biri tez bir zamanda Balaxanı, Suraxanı zolağına düşən ərazilərin özgələşdirilməsi prosesini həyata keçirmək idi. Şəhər rəhbərliyi bu torpaqların qiymətləndirilməsini xeyriyyəçi Hacı Zeynalabdin Tağıyevin rəhbərlik etdiyi ictimai komissiyaya tapşırır. Komissiya araşdırma apararaq 21 desyatindən çox olan özgələşdirilən torpaq sahələrini 34 580 rubl miqdarında qiymətləndirir. Bütövlükdə neft sahəsində dəmir yolu xətlərinin tikinti xərcləri isə 784 min 872 rubl təşkil edirdi. Dəmir yolunun inşasına 1878-ci ildə başlanılır və 1879-cu ildə başa çatır. Dekabrın 17-dən etibarən Balaxanı, Suraxanı, Sabunçu stansiyalarında daşınmaq üçün yüklər qəbul edilir. 20 yanvar 1880-ci ildə dəmir yolunun rəsmi açılışı olur. Dünyada ilk dəfə olaraq neft məhz bu yolla sisternalarla daşınmağa başlanır.
Respublikanın partiya və sovet təşkilatları Bakı-Sabunçu dəmir yolu xəttinin elektrikləşdirilməsi istiqamətində yenidənqurma işlərinə başladı. Tramvayın istifadəyə verilməsindən cəmisi 21 gün sonra 1924-cü il fevralın 29-da, Bakı Soveti qərara aldı: "Şəhərin rayonları və bağ yerləri ilə əlaqələri təmin etmək üçün BAKI-SABUNÇU-MƏRDƏKAN-BUZOVNA elektrik qatarının (Abşeron şəhərətrafı elektrik sahəsinin) tikintisinə başlamaq zəruri hesab edilsin". Artıq 1925-ci ilin mart ayında Bakı-Sabunçu dəmir yolu xəttinin yenidənqurulması və ellektriklləşdirilməsi işlərinə başlandı. Cəmisi 14,5 ay ərzində həmin işlər başa çatdırıldı. 1926-cı il iyulun 26-da Abşeronun məşhur neft rayonları olan Sabunçu və Suraxanıya ilk elektrik qatarları hərəkət etməyə başladı.
Azərbaycan polad magistralı öz fəaliyyəti dövründə bir neçə dəfə Zaqafqaziya Dəmir Yolunun tərkibinə daxil edilmiş, sonradan müstəqil dəmir yolu kimi sərbəst buraxılmışdır. Xronoloji ardıcıllığa fikir verək:
1945-ci il iyulun 6-da SSRİ Dövlət Müdafiə Komitəsinin qərarı ilə müstəqil Azərbaycan dəmir yolu yaradılmışdır. Yollar nazirinin 1945-ci il 28 iyul tarixli 674 saylı əmri ilə Azərbaycan dəmir yolu 1945-ci ilin oktyabın 1-dən təşkil edilmişdir. 1953-cü ilin may ayının 14-də Azərbaycan və Zaqafqaziya dəmir yolları Zaqafqaziya dəmir yolu adı altında birləşdirilmiş, mərkəzi idarəsi Tbilisiyə köçürülmüşdür. 1955-ci il oktyabrın 3-də Azərbaycan dəmir yolu SSRİ Nazirlər Sovetinin 1773 saylı qərarı ilə müstəqil dəmir yolu elan olunmuşdur. Azərbaycan SSR Nazirlər Sovetinin 13 oktyabr 1955-ci il 717 saylı qərarı ilə Azərbaycan dəmir yolu SSRİ Yollar Nazirliyinin tərkibində müstəqil dəmir yolu kimi fəaliyyətini davam etdirmişdir. SSRİ Yollvar Nazirnin 2 mart 1963-ci il tarixli 270 saylı əmri ilə yenidən Azərbaycan və Zaqafqaziya dəmir yollarının tərkibində struktur dəyişikliyi aparıldı və bu iki idarə Zaqafqaziya dəmir yolu adı altında birləşdirildi və dəmir yolunun Azərbaycan sahəsi Azərbaycan hissəsi adlandırıldı. SSRİ Yollar Nazirnin 1 iyun 1967-ci il tarixli 15-859 saylı əmri ilə Azərbaycan dəmir yoluna yenidən sərbəstlik verildi və o vaxtdan bu günə kimi müstəqil dəmir yolu kimi fəaliyyət göstərir. 28 may 1980-ci ildə Azərbaycan dəmir yolu - Oktyar inqilabı ordeni ilə təltif edilmişdir. Azərbaycan Nazirlər Kabinetinin 8 avqust 1995-ci il tarixli 171 saylı əmri ilə Oktyabr İnqilabı ordenli Azərbaycan Dəmir Yoluna - Azərbaycan Dövlət Dəmir Yolu adı verilmişdir. Azərbaycan Respublikasının Prezidenti İlham Əliyev 20 iyul 2009-cu il tarixli sərəncamı ilə «Azərbaycan Dəmir Yolları» Qapalı Səhmdar Cəmiyyəti yaradılmışdır. Azərbaycan Dəmir Yolundakı 176 stansiyadan ikisi - Biləcəri və Şirvan avtomatlaşdırılmış təpəli iri çeşidləmə stansiyalarıdır. 12 stansiya hər cür lazımi maşın və mexanizmlərlə təchiz edilmiş konteyner meydançalarına malikdir, 3 stansiyada (Keşlə, Gəncə və Xırdalan) iri həcmli çoxtonnajlı konteynerlərlə əməliyyatlar icra edilir. Əgər yarandığı ilk on ildə dəmir yolunun inkişafı neftçıxarmanın və neftayırmayın inkişafı ilə sıx bağlı idisə, XX əsrin ikinci yarısından etibarən dəmir yolu nəinki dinamik inkişaf edən çoxsahəli respublika iqtisadiyyatına uğurla xidmət edir, həm də qonşu ölkələrə böyük həcmli tranzit daşınmaları da yerinə yetirir.