2006年7月1日上午9时全线通车的青藏铁路是当年中国最受关注的地标性工程，因为它的难度和它的特殊性，它也被视为中国的骄傲，正如当年的南京长江大桥一样。青藏铁路由青海省西宁市至西藏自治区拉萨市，全长1956公里。其中，西宁至格尔木段长814公里，1979年建成铺通，1984年投入运营。格尔木至拉萨段，自青海省格尔木市起，沿青藏铁路南行至西藏自治区首府拉萨市，全长1142公里，其中新建1110公里，格尔木至南山口既有线改造32公里，于2001年6月29日开工。建设这条铁路时，工程师们面临着多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱的“三大难题”。它是目前世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，总投资超过330亿元人民币，修建过程中达到了数项世界之最。
“乱石纵横，人马路觉，艰险万状，不可名状……世上无论何人，到此未有不胆战股栗者。”著名藏学家李安宅被问到西藏的交通问题时，年过50的李安宅引用一本清人撰写的《西藏始末纪要》说。
那是1950年，邓小平、刘伯承和贺龙决定派遣中国人民解放军18军进藏。进藏之前，解放军的高级将领们向包括李安宅在内的藏学家请教关于西藏的政治、民俗和宗教等问题。贺龙还专门请来了一些藏学家，成立了一个18军政策研究室。
在决定进藏之后，邓小平在西南局的回忆上说了一句话：“进军西藏要靠政策走路，靠政策吃饭，政治军事协同解决。要在西藏站稳脚跟，当务之急要解决公路的修建问题。”修建进藏公路迅速被提上了日程。18军后方部队司令部的陈明义成为修建川藏公路的负责人，另一条进藏公路青藏公路，则由后来以“筑路将军”闻名的西北军进藏部队政委和西藏运输总队政委慕生忠修建而成。
慕生忠修建青藏铁路的故事可谓传奇。他第一次进入西藏是作为18军独立支队的政委进军西藏，第二次是在1953年春天组织进藏运输总队，率领驼工2500余人和17000多峰骆驼执行紧急运粮任务。第三次他就开始在彭德怀的支持下开始修建青藏公路。而且，和陈明义不同的是，慕生忠在1954年开始修建青藏公路时，他带领的只是1200多名牵驼民工和少数的战士，正像他之前对彭德怀所说的，“我是光杆司令，既无钱，也无兵，只能靠那群民工”。在1954年5月11日开始修建公路那天，慕生忠用烫红的火钩在一块木头上烙上“慕生忠之墓”，插到地上，说，如果他在修路中有什么不测，这块木头就是他的墓碑，颇有古人抬棺出征的豪气。
到了1954年年底，川藏公路和青藏公路同时竣工。后来的记录说，修建1200公里青藏公路，死了百名工作者；而两千多公里的川藏公路，有两千多名官兵和民工丧生，后来人们描述时都说，川藏公路一公里一条英灵。
这两条公路在此后很长一段时间内，一直是人们进藏的主要路线。而其实“筑路将军”慕生忠在川藏铁路和青藏铁路修完之后，就曾经萌动过修建青藏铁路的想法。把铁路修进西藏，这个想法上接孙中山，下至中国人民共和国的开国之父们。孙中三在自己的《建国方略》中提出要修建三峡大坝和青藏铁路。卸去总统之位后，孙中山更是痴迷于自己的修建铁路计划，大总统袁世凯索性投其所好，任命孙中山位全国铁路督办，只是在背后，袁世凯对孙中山修筑铁路二十万里的计划却不屑一顾，称孙中山是在空想，是“孙大炮”。果然，孙中山的二十万里铁路计划只能停留在书面和口头上，更不用提宏伟的青藏铁路计划。中国共产党建政伊始，毛泽东也开始谈论他宏伟的铁路计划，在1954年2月28日和时任铁道兵司令员王震的谈话中，毛泽东和王震放出豪言，“我们一定要把铁路修到巴山、天山、昆仑山，一直修到喜马拉雅山去”；1973年12月29日，晚年的毛泽东在会见尼泊尔国王比兰德拉时，毛泽东对这位隔着青藏高原的邻国国王说：“中国将修建青藏铁路，不仅要修到拉萨，而且还要与尼泊尔接轨，通到加德满都去”；“青藏铁路修不好，我睡不着觉！”——正像毛泽东在三线建设中关于攀枝花钢铁基地建设等事情上的态度一样，毛泽东对具体的工业工程始终抱有强烈的执着态度，这种执着态度可能出自于这位军事天才强烈的忧患意识，攀枝花钢铁基地和三线建设出于对一场新的战争的提防；青藏铁路则出自于对西藏分离的担忧和对印度的不确定感。
但是毛泽东下决心的时刻却是中国自身百疾缠身的时代，更让人们困惑的是政治风气的变化莫测，以及人们对最基本生活物质需求的饥渴。后来的记载说，“文革浩劫已使国民经济到了崩溃的边缘，修建这一工程国力无法承受。加上三大世界性技术难题难以解决，铁道部和铁道兵联合向中央建议青藏线停建。”
在修建这条铁路的问题上，我们从来不缺乏决心。1983年，在听了关于西藏交通发展的汇报之后，邓小平得出了和他的前辈们同样的结论：“看来还得修青藏铁路”。
随后这条设想中的铁路又一次像一个受阻的巨人一样，顺着高原蹒跚前行。1984年，建成了青藏铁路的西宁至格尔木段。位于青藏高原腹地的格尔木被视为连接中国西部边疆西藏和新疆同甘肃的战略要地，它是西部几条公路线的交汇处，但是从格尔木铺设铁路到日光之城拉萨，仍然是一项浩大的工程。设想中的青藏铁路从青海的西宁至西藏拉萨，全长1956公里。1984年开始运营的西宁至格尔木段只能作为进藏铁路的一期工程；从格尔木到拉萨，要新建铁路1110公里，经过纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪、翻越唐古拉山，再经过西藏自治区安多、纳曲、当雄、羊八井、纳之西藏自治区首府拉萨市。
其实在进藏铁路路线的问题上，也存在三种选择：滇藏线、川藏线和青藏线。滇藏铁路甚至一度被列入国家重点工程。最后青藏铁路成为首选，“一是建筑长度短，工程量小，投资省，工期短，建设代价最小；二是地形平坦，意外受损容易恢复，有利于战备；三是有关的技术研究工作一直没有停止”，在军队作家徐剑所写的《东方哈达——中国青藏铁路全景实录》中，当时的铁道部部长傅志寰对询问他的国家主席江泽民说。傅志寰还陈述了修建青藏铁路中的难题和解决之道：“青藏铁路……横在我们面前的就是三道世界难题，多年冻土，高山缺氧和环保问题无法解决……半个世纪的准备，终于到了破茧而出的时候了。冻土问题，中科院兰州寒旱所的程国栋院士等一大批专家，帮助解决了冻土机理上的超级难题……如采用片石路基、通风管路基，设置保温层，以桥代路、热棒技术等，可以说世界级的高原冻土难题，我们已基本解决了。对于青藏高原上脆弱的环境问题，有了全新的认识……青藏铁路万事俱备，就差中央一声令下了”。随后，江泽民在关于青藏铁路的报告上批示说，要“下决心尽快开工建设青藏铁路”。
这项耗资330亿元的工程终于在2001年的6月29日开始动工。
后来在官方媒体的报道中反复宣传三大世界性难题的破解。首先是高原缺氧，“青藏铁路横跨可可西里和唐古拉山无人区，大部分地区氧气含量仅占海平面的50%左右，极端气温可达-40℃”，但是公开的报道说，“青藏铁路沿线建立了三级医疗机构，设立医疗机构115个，上场医务人员600多名，职工生病在半个小时内可以得到有效治疗。沿线建立了17座制氧站，4万名职工每人每天平均强制性吸氧不低于2小时，沿线配置了25个高压氧舱。由于卫生保障有力，全线脑水肿、肺水肿等急性高原病抢救成功率达100%，发病率基本稳定在千分之七左右，未发生一例高原病死亡事故。”这也是中国第一位高原病院士吴天一的骄傲。铁道部副部长孙永福曾经专程请吴天一到北京面谈，吴天一也对青藏铁路建设工程提出了六点建议，参与修订青藏铁路的卫生保障措施，为医务人员讲授高原病预防。
第二是冻土难题，冻土是指温度在0℃以下，含有冰的各种岩土和土壤，因为热涨冷缩，冻土会在冬天体积膨胀，夏天融化时体积缩小，这时建立在冻土之上的路基就会破裂甚至塌陷。青藏铁路的修建需要穿越550公里的多年冻土。很多冻土专家在西北研究数十年正是为解决此问题。
第三个难题是环境。青藏铁路建设中用于环保的投资大约为11亿元，铁路全线建设了33个野生动物通道，并且尽量避免破坏原有植被。
后两个难题，尤其是对青藏铁路对环境的影响，只能随着时间推移才能看出结果。
青藏铁路还创造了一系列世界之最：它是世界海拔最高的高原铁路，铁路穿越海拔4000米以上地段达960公里，最高点为海拔5072米；它也是世界最长的高原铁路，全线总里程达1142公里；它是世界上穿越冻土里程最长的高原铁路，达550公里；海拔5068米的唐古拉山车站，是世界海拔最高的铁路车站；海拔4905米的风火山隧道，是世界海拔最高的冻土隧道；长1686米的昆仑山隧道，是世界最长的高原冻土隧道；海拔4704米的安多铺架基地，是世界海拔最高的铺架基地；全长11.7公里的清水河特大桥，是世界最长的高原冻土铁路桥；青藏铁路冻土地段时速100公里，非冻土地段120公里，是目前火车在世界高原冻土铁路上的最高时速。
2006年的7月1日，历经5年艰辛，青藏铁路全线开通，上万名居民涌入拉萨火车站；从北京到拉萨、从上海到拉萨的火车票开始一票难求。在青藏铁路开通的庆祝大会上，国家主席胡锦涛称青藏铁路是“社会主义建设的又一个伟大成就”。这条铁路，最早的设想由孙中山提出，随后毛泽东和邓小平都数次表达了对建设青藏铁路的决心，并且在邓小平任内开始一期建设，由江泽民开启了二期建设，最终建成在胡锦涛任期之内，历经人事沧桑，一朝建成，成为2006年下半年偌大中国的一次狂欢。它是这个国家对边陲省份西藏的一次强有力拥抱，也预示着西藏开放的另一次高潮。神山圣水，终不免走向人间。