ในปี 1846 กองทัพ ที่ 6 ของราชอาณาจักรปรัสเซียซึ่งประกอบด้วยทหารประมาณ 12,000 นาย พร้อมด้วยปืนใหญ่ ม้า กระสุน และยุทโธปกรณ์อื่นๆ ถูกขนส่งโดยทางรถไฟสองสายไปยังเมืองคราคอฟกองทัพปรัสเซียใช้ทางรถไฟในการเคลื่อนย้ายกำลังพลระหว่างสงครามชเลสวิกครั้งที่หนึ่งในปี 1849–1851 กองพันปรัสเซียสามกองพันถูกส่งไปโดยทางรถไฟเพื่อปราบปรามการลุกฮือเดือนพฤษภาคมปี 1849 ในเมืองเดรสเดนกฎระเบียบฉบับแรกของปรัสเซียเกี่ยวกับการขนส่งทหารบนทางรถไฟของรัฐถูกประกาศใช้ในปี 1856

ในปี ค.ศ. 1849 กองทัพจักรวรรดิรัสเซียพร้อมยุทโธปกรณ์ทั้งหมดถูกขนส่งทางรถไฟจากโปแลนด์ไปยังเมืองเกอดิงในโมราเวียเพื่อผนวกกำลังกับกองทัพออสเตรียในช่วงการปฏิวัติฮังการีปี ค.ศ. 1848

ทางรถไฟทางทหารถูกใช้เพื่อจัดหาเสบียงที่เชื่อถือได้ให้แก่กองทัพอังกฤษที่ปิดล้อมเมืองเซวาสโตโพลจากเมืองบาลาคลาวาในช่วงฤดูหนาวอันโหดร้ายของปี 1855 ในสงคราม ไครเมีย ทางรถไฟสายกลางไครเมียมีความยาวเพียง7 ไมล์ (11 กิโลเมตร)และสร้างขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เฉพาะ 

ในช่วงสงครามประกาศอิสรภาพอิตาลีครั้งที่สองในปี 1859 กองทัพฝรั่งเศสได้เคลื่อนย้ายทหาร 130,000 นายไปยังภาคเหนือของอิตาลีโดยทางรถไฟ กองทหารรักษาพระองค์จากปารีสและกองทหารสองกองจากลียงถูกส่งไปยังตูลงโดยทางรถไฟ จากนั้นทหารทั้งหมด 70,000 นายถูกส่งไปยังเจนัว^{[ 1 ]}จากนั้นกองทหารฝรั่งเศสที่ 1 ก็ถูกขนส่งจากเจนัวไปยังโนวีโดยทางรถไฟ^{[ 2 ]}กองทหารฝรั่งเศสอีกสองกองถูกขนส่งโดยทางรถไฟไปยังซาวอยซึ่งพวกเขาข้ามเทือกเขาแอลป์และขึ้นรถไฟไปยังตูริน [ ^{3 ] เพื่อ}ปรับปรุงระบบรถไฟของปีเอมอนต์ กองทัพเรือฝรั่งเศสได้ส่งหัวรถจักรไปยังเจ นัว ^{[ 4 ]} ขบวน รถไฟล้อมเมืองของฝรั่งเศสถูกส่งจากมาร์เซย์และตูลงไปยังเจนัว จากนั้นก็ถูกเคลื่อนย้ายโดยทางรถไฟไปยังลอมบาร์ดีเพื่อใช้โจมตีมันตูอาในช่วงปลายเดือนมิถุนายน^{[ 5 ]}

สงครามกลางเมืองอเมริกาในปี ค.ศ. 1861–1865 เป็นสงครามขนาดใหญ่ครั้งแรกที่ทางรถไฟเป็นทั้งเครื่องมือสำคัญและเป้าหมายหลักของการปฏิบัติการทางทหาร ทางรถไฟบางส่วนถูกสร้างขึ้นตามสั่ง:

• ในระหว่างการปิดล้อมเมืองปีเตอร์สเบิร์กกองทหารรถไฟทหารสหรัฐฯ ได้ทำการบูรณะ ทางรถไฟซิตี้พอยต์ขึ้นใหม่โดยขยายเส้นทางไปยัง ปีเตอร์ส เบิร์ก
• ทางรถไฟของฝ่ายสมาพันธรัฐในสงครามกลางเมืองอเมริกา
• ทางรถไฟทหารเซ็นเตอร์วิลล์

ในปี ค.ศ. 1867 ระหว่างสงครามปารากวัยเรือรบหุ้มเกราะบางลำของกองทัพเรือบราซิลติดอยู่กลางแม่น้ำปารากวัยระหว่างป้อมปราการคูรูพาตีและฮูไมตา ของฝ่ายศัตรู เพื่อส่งเสบียงเชื้อเพลิง กระสุน และสิ่งของจำเป็น กระทรวงการเดินเรือของบราซิลจึงสั่งให้สร้างทางรถไฟทหารฉุกเฉินผ่านภูมิประเทศชายฝั่งชาโก ที่แทบจะผ่านเข้าไปไม่ได้ ไม้หมอนของทางรถไฟสายนี้แทบจะลอยอยู่เหนือพื้นดินที่ชื้นแฉะ เส้นทางลำเลียงเสบียงนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่ออัฟฟอนโซ เซลโซและช่วยพยุงเรือรบหุ้มเกราะเหล่านี้ในสถานการณ์ที่อันตรายเป็นเวลาหกเดือน จนกระทั่งพวกเขาสามารถแล่นผ่านป้อมปราการฮูไมตา ไปได้ ในเหตุการณ์ที่รู้จักกันในชื่อการผ่านแดนฮูไมตา

ทางรถไฟทรานส์-ไซบีเรีย (Транссибирская железнодорожная магистраль - Транссиб) ก่อนปี 1917 ถูกเรียกว่าเส้นทางเกรทไซบีเรีย (Великий Сибирский Путь) การก่อสร้างครั้งแรกเริ่มเมื่อวันที่ 19 พฤษภาคม (31 พฤษภาคม) พ.ศ. 2434 ใช้ในสงครามรัสเซีย-ญี่ปุ่นและสงครามกลางเมืองรัสเซีย

ในช่วงสงครามมาห์ดิสต์ ระหว่างปี 1896-1898 คิทเชเนอร์ได้สร้างทางรถไฟทหารซูดาน ซึ่งเป็นการขยายเส้นทางรถไฟของอียิปต์เข้าไปในซูดาน

ช่วงแรกของสงครามโลกครั้งที่หนึ่งได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความเร็วในการระดมพลทางทหารผ่านทางรถไฟแผนชลีฟเฟน ของเยอรมนี อาศัยเครือข่ายทางรถไฟเชิงยุทธศาสตร์ ที่กว้างขวาง เพื่อบดขยี้ฝรั่งเศสก่อนที่รัสเซียจะระดมพลได้ อย่างไรก็ตาม ในที่สุดแผนนี้ก็ล้มเหลวเนื่องจากรัสเซียระดมพลได้เร็วกว่าที่เยอรมนีคาดการณ์ไว้ และการรุกของเยอรมนีในแนวรบด้านตะวันตกก็ตกต่ำลงจนกลายเป็นการหยุดชะงักและสงครามสนามเพลาะการใช้ปืนใหญ่ที่หนักหน่วงอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนทำให้จำเป็นต้องมีการขนส่งในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน และทางรถไฟสนามเพลาะ ทางทหารแบบรางแคบ จึงถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วเพื่อให้บริการแนวรบด้านตะวันตกสำหรับทั้งสองฝ่าย

การขนส่งทางทหารของเยอรมนี ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองส่วนใหญ่พึ่งพาขบวนรถไฟและม้าการ ก่อวินาศกรรมทางรถไฟในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเป็นหนึ่งในปัญหาสำคัญ ผู้นำใช้รถไฟทางทหาร เช่นรถไฟอเมริกาของอดอล์ฟ ฮิตเลอร์และรถไฟเอเชียของเฮอร์มันน์ เกอริงรถไฟเหล่านี้ได้รับการคุ้มครองโดยตู้รถไฟที่มีปืนต่อต้านอากาศยานหรือตู้บรรทุกปืน ต่อต้าน อากาศยาน

การทิ้งระเบิดทางรถไฟของโปแลนด์โดยเยอรมนีมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จอย่างรวดเร็วของการรุกรานโปแลนด์ใน ปี 1939 ในทางกลับกัน ความสูญเสียจากการโจมตีทางอากาศต่อ การรถไฟ แห่งชาติเยอรมัน (Deutsche Reichsbahn ) ในปี 1944 ทำให้ระบบโลจิสติกส์ของเยอรมนีอ่อนแอลงอย่างมาก

ญี่ปุ่นสร้างทางรถไฟหลายสายเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางรถไฟพม่า-สยาม ซึ่งรู้จักกันในชื่อทางรถไฟสายมรณะเนื่องจากมีเชลยศึกฝ่ายสัมพันธมิตรและแรงงานชาวเอเชียจำนวนมากเสียชีวิตในการก่อสร้างทางรถไฟสายนี้

ทางรถไฟสายตะวันออกเฉียงเหนือของอินเดียที่มีอยู่เดิมถูกขยายโดยชาวอเมริกันเพื่อส่งเสบียงไปยังประเทศจีนผ่านทางถนนเลโดนอกจากนี้ ฝ่ายสัมพันธมิตรยังได้สร้างทางรถไฟในบริเวณคลองสุเอซด้วย