我國在中法戰爭中的失利，使詹天佑徹夜難眠。正當他暗自為前途歎息不止的時候，突然傳來一個好消息——“中國鐵路公司”在天津成立了。詹天佑欣喜若狂，他想：“這可好了，祖國的鐵路事業有希望了！”
1888年，詹天佑接到老同學鄺孫謀從天津發給他的信，信中問他願不願意北上擔任中國鐵路公司的工程師，如果願意的話，他可保薦。這正是詹天佑求之不得的事情，他立即辭職北上。
詹天佑趕到天津，擔任了中國鐵路公司的工程師。但是這個公司的本錢是向英國彙豐銀行借來的，因此受英國勢力的控製。總工程師就是一個英國人，名叫金達。這個金達看不起中國人。對詹天佑當然也十分冷淡，隻讓他做了一個分段工程師的助手，負責塘沽至天津之間的鋪軌工程。
詹天佑馬上搬到工地去住。工地上，成隊的工人一麵勞動，一麵齊聲喊著雄壯的號子。這種熱火朝天的勞動場麵，使詹天佑感到從沒有過的興奮和快樂。他情不自禁地脫掉外衣，換上了工作服，拿起工具和工人們一齊幹起來。
工人們從來沒見過工程師和他們一起幹過活，現在，看到詹天佑和他們一起抬土、打夯、墊碴、鋪軌，而且樣樣都幹得在行，都深受感動。大家伸出大拇指，異口同聲地說：“詹工程師真是咱中國人的好工程師！”
在詹天佑的指揮下，工程進度非常迅速，隻用80天的時間，就完成了預定任務。
這使擔任總工程師的英國人金達很吃驚，從此，他開始嫉妒詹天佑，深怕詹天佑從他身邊冒出來，砸了他的飯碗。於是，他想方設法刁難和壓製詹天佑。正直的中國工程師都很氣憤，要找金達說理。詹天佑卻對同行們說：“技術業務是實在的東西，他們壓不住我們，不要理睬他們。”
詹天佑的話不久就應驗了。
1892年，鐵路向東修築到了灤河岸邊，需要在河上建造一座大鐵橋。可是，灤河水流湍急，架橋十分困難。金達接連請了英國、日本、德國三個國家的工程師前來承包建橋工程，但這三國的工程師都因打樁失敗而打了退堂鼓。
眼看大橋交工日期就要到了，金達又氣又急。在他無計可施的時候，他才想起了詹天佑。
詹天佑懷著為中國人爭口氣的決心，把建橋任務承擔了下來。他首先了解了外國工程師用過的各種打樁方法，分析了他們失敗的原因。接著，了解了灤河河道曆史上變遷的情況，以及河水四季的流速。隨後，又勘察了灤河河床的地質構造。經過縝密的調查和研究，他采取了兩條有決定意義的措施：第一，改變建橋地點；第二，改變打樁方法，采用中國傳統的造橋方法，配合必要的機器進行打樁。
詹天佑帶領工人終於順利地奠定了橋基。不久，一座鐵路大橋就巍然屹立在灤河之上了。
這使金達不得不深深地佩服。1894年，英國工程研究會選詹天佑為會員。半殖民地中國的一位名不見經傳的工程師，被膺選為英國工程研究會的會員，這決不是一件輕而易舉的事。