1861年4月26日，詹天佑生于广东省广州府南海县（现广州市荔湾区恩宁路十二甫西街芽菜巷42号）一个殷实的商人家庭。

1872年，由爱国思想家容闳倡议，在曾国藩、李鸿章的支持下，清政府招派幼童分批赴美国留学。詹天佑幼年就学于私塾，其父母经好友劝说，决定送詹天佑参加留学报考。最终，詹天佑和蔡绍基、梁敦彦等首批幼童30人赴美。

在国外，詹天佑学习认真努力，以全校全校第二名的成绩从纽哈芬希尔豪斯中学毕业，考入耶鲁大学谢菲尔德理工学院土木工程系，专习铁路工程。他在耶鲁大学学习同样成绩优异，多次获得数学第一名奖金。

1881年，清政府下令提前撤退留美学生，毕业的中国留学生只有二人，其中一人就是詹天佑。回国后，詹天佑被下令在基层历练，先后做实习船员和教习。

1888年，由开平矿务局留美同学邝孙谋介绍，詹天佑到天津中国铁路公司工作，开始了他的铁路生涯。此后十几年，詹天佑修建了诸多铁路，逐渐成名并被西方注意。

他在1905年至1909年主持修建了中国自主设计并建造的第一条铁路——京张铁路，创设“竖井开凿法”和“人”字形线路，震惊中外。

詹天佑在中国铁路领域成就斐然，被誉为中国首位铁路总工程师，有“中国铁路之父”“中国近代工程之父”之称。