成通车了，心中之喜悦当然难于言表，他没有讲话，他起身向全场与会者深深鞠了一躬。
五天后，9月24日从北京到张家口的列车全线试运行。京张铁路除了主线外，还有两条支线，一是从京城西直门，经五路、石景山到门头沟，长26公里，称为京门支线；二是从上花园到鸡鸣山煤矿的支线，线路较短，全长公里。这两条支线都是运煤专线，也都提前通车。
1909年10月2日，离1905年10月2日詹天佑在丰台对京张铁路插标动工正好四周年，正是北京的金秋时季，天气特别晴朗。
在京张铁路的南口，邮传部在这里举行了盛大的京张铁路开通的庆祝典礼。
这一天，邮传部所有官员都来到了南口，北洋大臣端方、吉林巡抚陈照常也派来了代表，京张铁路沿线的各地方官商、守军将领都来了，在北京的许多外国使节亲自与会或派代表与会，在北方各省的地方大员派人前来祝贺，各国在北方铁路工作的工程师来了不少，詹天佑的老朋友和对手金达也来了，甚至喀克斯、牛麻治也来了，詹天佑自己的同学和朋友有唐绍仪、梁如浩、梁敦彦、邝荣光、黄仲良等许多当年的留美幼童闻讯而至。京张铁路局在这里设置了漂亮而宽大的牌楼和主会场，一时之间，南口的庆祝现场冠盖如云，中外宾客会集。
京张铁路的主要员工都到了现场，沿线和附近的许多百姓也扶老携幼前来观礼。
这一日，万里晴空，从南口放眼望去，满野的红叶与黄叶交相辉映，雄伟的长城婉延曲折地镶钳在群山之间，京张铁路穿行峡谷、山岭中，与长城争雄姿，虽然有些凉意，但南口万人云集的现场充满了喜庆。主持典礼的詹天佑宣布庆典开始，铁路员工立即点燃早已备好的编炮，编炮的响声回响在万人会场，回响在南口的山谷，这是向世人昭示，由中国自己人承建的被称为当时世界艰难工程的京张铁路终于建成了，中国人有能力有信心做好自己国土上任何艰难的事情。
接下来邮传部尚书徐世昌、地方官绅代表、金达等中外宾客都发表了热情的讲话。最后临到詹天佑了，前次在张家口，他只是鞠了一躬，此时，他觉得自己应该要讲些什么，于是，在会办关冕钧讲完之后，他向全场发表了他平生以来面向公众的第一次公开演讲。
他说：“八月十九日（农历）为京张铁路全工告竣举行通车之礼，蒙中外诸君莅会，何快如之。鄙人自愧不才，又拙言论，今不揣因陋，聊贡数言，敬为诸君陈之。夫本路当建筑之初，工程浩大，同事各员，昼夜辛勤，经营缔造，常患难齐欧美，鄙人默坐而思，亦复战战兢兢，深虑有志未能，莫敢自信，今幸全路告竣，倘非蒙邮部宪加意筹画，督率提挈，同事各员于工程互相考镜，力求进步，曷克臻此。溯铁路创始，起自英人史蒂芬逊，其时在一千八百二十五年九月二十七号，举行路工告成通车之日。我国虽进步稍迟，而造成此路幸得奏功于此日，预决将来必无退化也，不亦与史蒂芬逊先后辉映哉！窃思曩日路工经始，预算表限在四年，目前不至逾期，兼幸诸凡妥洽，事半功倍，款不虚糜，则前此之视兴筑此路不敢自信者，今可告无罪于国人。兹幸各国来宾惠临，抱负非凡者谅不乏人，万望于路政一门指教一一，匡其不逮，俾愈得增长学识。幸甚！幸甚！”
天气虽然有些凉意，但詹天佑讲完话时，头上已是冒出一些汗来。
在回程的列车上，梁如浩问詹天佑：“詹姆斯，京张铁路有许多困难，你认为最难的事是什么？”
詹天佑笑着说：“说实在话，京张铁路开工四年来，我认为最难的事就是刚才的演说，其实我根本不知道在这种场合讲什么。要说感谢的话吧，现场方方面面的人，有一方没有讲到就把别人得罪了。摆困难吧，其实也没有必要，对中国人修这条铁路的疑问，一开始就在朝野和中外各界有各种传言，大家都知道。说自豪吧，更没有必要自吹自擂。作为总工程师，我只好临时挤牙膏一样挤了那么几句。怎么样，我没有讲错话吧？”
梁如浩说：“你除了专业问题，平时说话总是那么惜言如金，当然不会错了，我认为你今天这样讲确实恰到好处。”
詹天佑说：“当初我在考虑八达岭隧道工程问题时都没有感到有今天这么紧张过。”
梁如浩笑着说：“这也许正是你能这么出色完成这么艰难工程的原因吧。”
詹天佑说：“多谢指教。”
梁如浩问：“怎么样，当初的预算够用吗？”
詹天佑说：“够用。我们做预算时尽可能地考虑到了多个方面，加上在整个修筑过程中，我们也特别注意器材与材料的质价比，因为这是我们自己人修的第一条铁路，不能让外国人认为我们修的铁路比他们成本高，所以，现在还剩二十多万银两没有用完。”
梁如浩说：“你应该把它用完，现在很多地方修铁路都是超预算使用，没有用完预算，那是要上缴国库的。”
詹天佑说：“即使是上交国库，我也要实事求是，全国各地都在修铁路，这些钱省下来，可以支援其它地方的铁路建设。我们受国家恩典，用自己的技术所长为国家省钱，这也是我们应该做的事情。现在国家很多方面都要花钱，有许多老百姓生活还很困难，我们能省一点就省一点吧。但是我有一个前提，就是决不能把牺牲工程质量作为省钱的手段，如果涉及到工程质量的问题，即使是超出预算，我可能也会考虑。”
梁如浩说：“詹姆斯，可惜啊，现在国家至如此境地，很多大清国的官僚并不如我们所想，他们做事一旦预算批下来，总是变着法子花完，有的官员把钱花在门面工程上，自私一些的则变着法子中饱私囊啊。”
詹天佑说：“这个我们管不了，但凡做事，尽自己一份良心吧。”
京张铁路盛大的通车典礼使詹天佑和他的同事们获得了许多的肯定和赞誉，10月15日，邮传部给朝廷上书，称赞詹天佑：“品端艺粹，力果心精，自美国毕业回华后，历办京奉、新易各路工程，成效久已卓著。光绪三十一年，派充京张总办兼总工程师，定线敷工，指挥群众，栉风沐雨，昕夕勤劬，廉洁自持，事事节省，工竣用款比原估单有减无增。”推荐詹天佑升为邮传部“丞参候补”，京张铁路会办关冕钧升为“参议候补”。
詹天佑没有忘记与自己一起奋斗的部属，他给邮传部上书奖励京张铁路有功人员，包括正工程师颜德庆、陈西林、副工程师俞人凤、翟兆麟、帮工程师紫俊畴、张鸿诰、苏以昭、张俊波、刘錡、转运兼翻译吴希曾、工程总文案徐荣书、车务总管杨昌龄、总收支辛宝慈、提调兼购地张祖笏、机务段长邵孝芳、车务段长余序、陈炳仑、养路工程段长詹文彪等，都得到邮传部的奖励或提升。
就在这一年的年底，清政府为了肯定留学归国的专业人员，奖励“回国十年以上，学力素优，复有经验”的人，拟给其授予正统的功名，各省督府向朝廷报送了23人的名单，詹天佑两年前就曾由袁世凯奏请光绪皇帝赐予进士出身，这一次他又被邮传部列入报送名单。不同与以往的进士考试，这一次报送人的资格本身有严格限制，不少人都是在各自的领域里有很大建树的人，因而朝廷免除了相关的考试程序，指派外务部尚书梁敦彦、吏部右侍郎于式枚、法部左侍郎绍昌三位大臣在学部审查各报送人的资料，最后确定一等12人赏给进士头衔，二等7人赏给举人身份，4人仍按原来身份使用。因为京张铁路建成通车在中外产生广泛影响，朝野对詹天佑一致推崇，詹天佑这次被定为12名进士中的第一名（也是工科进士第一名），著名的思想家严复被列为进士的第二名（文科进士第一名）。同时被授予工科进士的有魏瀚、李维格、郑清廉、邝荣光、吴仰曾、杨廉臣，授予文科进士的有辜鸿铭（辜汤生）、伍光建、王邵廉，授予法科进士的有张康仁。这些人中，詹天佑、邝荣光、吴仰曾、张康仁和主考官梁敦彦都是当年的留美幼童。
京张铁路的建成通车也使詹天佑的国际声誉越来越高，许多西方科技团体纷纷向他招手，美国土木工程师学会选他为正式会员，英国皇家工商技艺学会、英国北方科学与文艺学会也都吸收他为会员，詹天佑成了国际知名的科学家和工程师。正是一分耕耘，一分收获，这一年，对詹天佑来说，真可谓人生最为辉煌绚丽的一年，这一年，詹天佑48岁，离他从美国回来正好二十八年。当年，他的父亲詹兴藩在广州天字码头送他报考第一批出洋肄业的官学生时，正好也是这个年龄。
铁路始终都是詹天佑生命中最重要的事业，京张铁路完工后，1909年11月，詹天佑终于可以亲自前往处理他任总工程师的川汉铁路事宜了，12月10日，詹天佑亲至宜昌，在那里举行了川汉铁路首段宜万段（宜昌至万县段）的开工典礼，那一天，也是“中西来宾，络绎载途，欢气四溢。”湖北、四川官商云集，标志着通往四川天险的通途正式开始修建。这条由中原通往大西南的第一条铁路，实际上预示着西南近代化进程进入到一个新的时代。中外新闻媒体纷纷报道了这条铁路的开工庆典，被称为继京张铁路之后，中国铁路发展史上的又一个里程碑。
安排好川汉铁路的各项事宜后，他还是放心不下张绥铁路，很快又回到了北京。当京张铁路完工后，邮传部任命詹天佑为张绥铁路总工程师，这使得四川官商曾经很紧张了一阵子，担心詹天佑不能把精力投入到川汉铁路方面，詹天佑对这种情况非常理解，他在北京投入张绥铁路首段工程的同时，加紧了为川汉铁路招标、定购器材、从京张铁路上选送优�