Имеются сведения, что впервые чугунные рельсы были изготовлены еще в 1738 году на одной из копей Уайтчевена в Кемберлэнде. В 1767 году один из совладельцев знаменитого Кольбредельского железнодорожного завода Рейнольдс решил изготовлять рельсы из скоплявшихся на заводе запасов чугуна, который не успевали перерабатывать в ковкое железо. Он изготовлял из чугуна особые корытообразные рельсы, снабженные по краям двумя выступами для удержания колес. Каждый рельс имел около полутора метра в длину и прибивался гвоздями к продольному деревянному брусу — лежню.
Такую же чугунную дорогу построил несколько позже, в 1776 году, Джон Керр на одном из рудников в Шеффильде; при этом он изменил профиль рельса, придав ему вид угольника. Это делало рельсы более прочными по отношению к вертикальной нагрузке, и их можно было укладывать на деревянные поперечины без продольного бруса. Введение рельсовой дороги в Шеффильде вызвало сильные волнения. Рабочие рудников вместе с возчиками руды, которым угрожало разорение, взбунтовались, разрушили дорогу и сожгли рудничные постройки. Сам Джон Керр с трудом спасся от разоренной толпы.
В 1789 году Вильям Джессоп, которому была поручена постройка чугунной дороги на одном из рудников в Лейчестере, ввел важное усовершенствование. Он придал поперечному сечению рельса грибообразную форму, близко напоминающую профиль современного рельса, а закраину перенес на самое колесо в виде так называемой реборды. По такому пути уже не могли двигаться обыкновенные повозки а лишь вагоны со специально устроенными колесами.
Развитие формы железнодорожного рельса: a) корытообразный рельс Рейнольдса; b) угловой рельс Керра, c) рельс Джессона; d) рельс первой немецкой железной дороги, e) рельс, с рыбообразным утолщением; f) современный рельс Виньоля.
Рельс Джессопа оказался гораздо удобнее, так как движение по рельсам с закраинами часто затруднялось из-за загрязнения и засорения их посторонними предметами. Одновременно с развитием самого рельса усовершенствовались и способы их укладки и крепления. Первоначально рельсы укладывались на поперечных деревянных брусьях и досках, напоминавших современные шпалы и изготовлявшихся из старого корабельного леса. В 1800 году Бенджамен Утрам ввел вместо поперечин отдельные каменные опоры — стулья. Они укладывались по концам каждого рельса и должны были дать прочную опору для стыка — места, где соединялись два рельса. Прикрепление рельсов к каменным опорам производилось при помощи особых соединительных подкладок, а продольному профилю рельса для большей прочности была придана рыбообразная форма с утолщением посередине. Этот тип рельса — «рыбье брюхо» — сделался наиболее распространенным на первых дорогах.
Чугунные дороги получили распространение не только в Англии. Встречались они и в других странах. Появились рельсовые дороги и в России на Уральских заводах. Долгое время применение рельсовых путей ограничивалось потребностями внутризаводского транспорта. Иногда они сооружались для перевозки тяжелых строительных материалов к крупным постройкам или, как вайламская дорога, служили в качестве подъездных путей для подвоза грузов к рекам, судоходным каналам и морским пристаням.
В 1802 году в графстве Суррей была построена рельсовая дорога протяжением около семи миль между Ундсвортом и Кройдоном. В отличие от других подобных дорог она предназначалась для общественного пользования. Она была описана на русском языке неким Л. Вакселом — «коллежским советником и разных ученых обществ членом», в небольшой брошюрке, изданной в 1805 году.
Тот же Ваксел писал вообще об английских рельсовых дорогах:
Но обслуживаемые конной тягой рельсовые пути, при всех их преимуществах, еще не могли заменить ни обыкновенных дорог, ни каналов. Только применение механического двигателя вместо упряжных животных могло превратить рельсовые дороги в надежное, дешевое и быстрое средство сообщения, пригодное для массовых перевозок людей и грузов.
Между тем по мере развития английской промышленности и торговли, по мере превращения Англии в «мастерскую мира», имевшиеся внутренние средства сообщения все менее удовлетворяли своему назначению. Особенно пагубным было дурное состояние дорог. Современники не находили слов, чтобы описать ужасные дороги, соединявшие в XVIII веке наиболее оживленные торговые и промышленные пункты страны.