Uno de los elementos técnicos que facilitará la incorporación de la zona de “La Araucanía” a la República, fue la construcción del ferrocarril. Sin este, su incorporación al territorio se habría desfasado en varios años.

El Estado nuevamente se debió hacer cargo hacia 1870 del reinicio de las actividades de extensión de la línea hacia el sur. Estos trabajos se vieron retrasados por la “crisis económica de la década de 1870, los temporales de 1877 y la Guerra del Pacífico”, junto con la liquidación de este conflicto. Una vez concluida estas eventualidades, las autoridades se vieron en la necesidad de comunicar las bastas zonas del norte (incorporadas recientemente a la soberanía nacional) y del sur. “Esto faculto al gobierno para iniciar un ambicioso plan de construcción de líneas férreas, con el fin de consolidar su soberanía en el extremo sur del país mediante la introducción del ferrocarril en la región de la Araucanía”.

Es así como en este periodo se inicia un importante proceso de fundación de ciudades y colonización. La editorial del periódico El Ferrocarril señalaba lo siguiente: “Es honroso que para nuestro progreso que las grandes atenciones de la guerra no sean obstáculo para continuar con perseverancia la tarea del engrandecimiento nacional por las labores infatigables del trabajo y de la paz. Al día siguiente de las sangrientas luchas de la guerra vamos a cruzar de ferrocarriles nuevos y extensos territorios, llevando la vida a comarcas que en el largo transcurso de cuatro siglos no habían podido ser conquistados para la civilización”.

El ferrocarril unirá Valparaíso, Santiago y Concepción en 1874, pero no es hasta el gobierno del presidente José Manuel Balmaceda (según lo señalan algunos historiadores), que este medio de transporte recibirá un gran impulso para que el país llegue a poseer una Red Central. Esta permitirá unir las ricas zonas mineras del norte, con las vírgenes tierras del sur, generando “la importancia misma que tomarían los territorios que el ferrocarril va a atravesar poniéndolos en comunicación directa, fácil y barata con todo el país, es una circunstancia que no debe despreciarse”. 

Desde la formación de los Ferrocarriles del Estado, se buscó fomentar la construcción del material rodante en el país. Es así como en el gobierno de Balmaceda se construyo “la primera locomotora fabricada en el país” que llevo el nombre del presidente. Se  debe a este periodo también la construcción de una de las obras de ingeniería más espectaculares que se hayan realizado en el país, nos referimos al Viaducto del Malleco, cuya construcción se iniciará en Francia en 1887 por la firma Schneider & Cie. Le Creusot, siendo inaugurado el 26 de Octubre de 1890, por el presidente José Manuel Balmaceda.

Otra de las grandes obras de Ingeniería que se emprendieron a fines del siglo XIX, fue la construcción de la cúpula de la Estación Central. Esta estación funcionaba desde 1856, pero su configuración definitiva la adquiriría en 1897, periodo en el cual “se reemplazaron las dos estructuras de techumbre y la torre intermedia por una gran estructura metálica”. La fabricación fue encargada a la misma compañía que construyó el Viaducto del Malleco.

El tren continuará su extensión hasta Victoria en Octubre de 1890 y en 1913 el tren por fin llegará a la ciudad de Puerto Montt.

Cabe destacar que a fines del siglo XIX surgió la idea de construir un ferrocarril en la isla de Chiloé de trocha de 0,60 centímetros con casi 90 kilómetros de longitud, el cual fue inaugurado también en 1913.