1912年1月1日，上海各界人士在北站欢送孙中山赴南京就任中华民国临时大总统

1912年1月1日上午11时，孙中山一行由上海火车北站乘专车前往南京，就任中华民国临时大总统。4月3日，解除了临时大总统职务的孙中山又乘火车回到上海。孙中山曾多次往来于作为革命事业基地的上海，但很少乘坐火车，这与当时的中国铁路尚不发达有关。因此，修建铁路一直是孙中山的强国之梦。
上海的铁路建设始于1872年。1876年6月30日，一条连通吴淞码头到江湾的长约30公里的铁路通车并投入运营，这是中国第一条营业铁路。吴淞铁路车站设在苏州河二摆渡北岸，即后来的天后宫附近（今河南北路塘沽路口），这是上海最早的火车站，时称“上海火轮房”。翌年9月，清政府拆毁吴淞铁路，车站亦不复存在。1898年，沿原吴淞铁路走向重铺路轨，车站移至靶子路北（今东华路虬江路道口附近）。1904年，淞沪铁路并入沪宁铁路，线路向西延伸460米至宝山路西侧，在此另建新站，改名淞沪车站。
1908年，沪宁铁路竣工通车。沪宁铁路上海站称沪宁车站，设在上海、宝山两县交界处，东邻淞沪车站，南接公共租界。站址原是一片芦苇荡，经运土填造而成。站屋仅平房6间，除售票、电报、邮政、办公用房之外，另两间为候车室。1909年，原淞沪车站并入沪宁车站，不久沪宁车站新楼落成。

落成不久的沪宁车站新楼

这是一幢整体为三层中间有五层的英式建筑，由英国人设计，造价32.9万银元。整栋建筑为钢筋混凝土结构，墙基打木桩，墙角用产自青岛的青石，底层外墙砌花岗石，二层以上是红砖清水墙，饰以浅色条形嵌石，配大理石廊柱和拱形门窗。车站占地面积1500平方米，建筑面积5000平方米，平面呈长方形，南北宽60.5米，东西进深25米，有房76间，底层为候车室、售票处，楼上为办公室。1916 年12月，沪宁、沪杭铁路接轨，沪宁铁路上海站成为两路总站，改名“上海北站”，沪杭铁路上海站改名“上海南站”。
自建成后，每逢战事北站一直是被进攻的目标，历经了两次被毁。1932年一二八事变，日军轰炸闸北，北站毁损严重。翌年5月至8月，由华盖建筑师事务所设计改建，除站台设施和候车室外，二层以上全部重建，并将底层改为车站大厅，左右为候车室、行李房，并修建月台、雨棚。1937年八一三淞沪抗战，北站再遭破坏。日军占领期间予以修复，改称“上海驿”，继续办理运输营业。

被炸毁的北站铁轨

抗战胜利后，京沪区铁路管理局于1945年10月30日接管北站。1946年至1947年间，曾对车站进行扩建，将各站台延长到360米，拓宽站台2787平方米，新建长达140米的三、四等候车室，可容纳2500人，整个车站面貌有所改观。
解放后，北站于1950年8月1日正式更名为上海站，随后经铁道部核定为特等站，办理客运和零担货运。到了20世纪80年代，北站虽数经改建、扩建，终因受地理环境限制，站场和设备无法得到很大改善，这座有着近百年历史的火车站已不堪重负。1987年12月28日，一座设施更为先进的新客站开始启用，老北站逐渐淡出了人们的视线。现在老北站旧址（天目东路200号）已成为上海铁路博物馆所在地，博物馆建筑是参照1909年建成启用具有英式古典建筑风格的沪宁铁路上海站原貌，按照1：0.8的比例重建，现为全国和上海市科普教育基地，全国和上海市中小学课外实践基地等。这座百年老站正以另一种身份向世人述说着中国铁路的发展历程。

上海铁路博物馆

在上海与《民立报》记者的谈话（节选）（1912年6月25日）
虽然，铁路顾可冷淡视之，以为置之于实业中，仅占区区部分乎?请问苟无铁道，转运无术，而工商皆废，复何实业之可图?故交通为实业之母，铁道又为交通之母。国家之贫富，可以铁道之多寡定之，地方之苦乐，可以铁道之远近计之。仆之不敏，见识浅薄，然二十年来每有所至，即收其舆图，虽用意颇杂，适用于舆图之计划甚多。但留心比较世界之铁道，实偏有所嗜。故在戊戌以前，内国虽知铁道之利者已多，然能大气包举，谋及于内部重要之干路者卒少。仆曾首绘学堂应用之中国地图，精神所最注射者，为内部之干路，幸而亦有助于变易时人耳目之小效，于是京汉、津浦、粤汉、川汉等之干路问题，人人视为重要矣。
——《孙中山全集》第2卷

孙中山《建国方略》中对于中国铁路的规划设想