La storia delle ferrovie in Gran Bretagna ebbe inizio nella seconda metà del XVI secolo, con la realizzazione delle prime linee locali in legno, costruite a partire dal 1560. Tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo si sviluppò una rete di collegamenti ferroviari frammentata, gestita da numerose piccole compagnie private. Durante il cosiddetto boom ferroviario degli anni Quaranta dell'Ottocento, tali infrastrutture si ampliarono progressivamente fino a costituire una rete di estensione nazionale, pur rimanendo inizialmente suddivise tra oltre un centinaio di imprese concorrenti. Nel corso del XIX secolo e nei primi decenni del XX, il settore fu interessato da un intenso processo di concentrazione, caratterizzato da fusioni e acquisizioni che portarono alla formazione di un numero limitato di grandi compagnie. Parallelamente, il ruolo dello Stato si rafforzò in modo graduale, in particolare nell'ambito della regolamentazione della sicurezza ferroviaria, anche attraverso l'attività dell'Ispettorato ferroviario.
Durante la prima guerra mondiale, l'intera rete ferroviaria fu posta sotto il controllo dello Stato, evidenziando i benefici derivanti da una gestione unificata e da una pianificazione centralizzata. Nonostante ciò, il governo non accolse le richieste di procedere alla nazionalizzazione del sistema. Nel 1923, in seguito a un ampio processo di riorganizzazione, la quasi totalità delle compagnie ferroviarie ancora esistenti venne accorpata in quattro grandi imprese: la Great Western Railway, la London & North Eastern Railway, la London, Midland and Scottish Railway e la Southern Railway. Queste società, note collettivamente come le Big Four, erano società per azioni quotate in borsa. Nel corso degli anni Venti e Trenta, l'espansione del trasporto su strada determinò una significativa riduzione dei ricavi del settore ferroviario, con conseguente diminuzione degli investimenti e l'avvio di una fase di progressivo declino. Durante la seconda guerra mondiale, le Big Four operarono in stretta collaborazione e continuarono a gestire il sistema ferroviario britannico fino al 31 dicembre 1947.
A partire dal 1º gennaio 1948, le Big Four furono nazionalizzate e confluirono nelle British Railways. Nei primi anni successivi alla riorganizzazione, i servizi subirono modifiche limitate, mentre il numero di passeggeri aumentò e la rete tornò a essere economicamente sostenibile. Con il Piano di modernizzazione del 1955 venne avviato un vasto programma di rinnovamento tecnologico, che prevedeva la progressiva sostituzione della trazione a vapore con locomotive diesel ed elettriche. Tuttavia, tra la fine degli anni Cinquanta e l'inizio degli anni Sessanta, la diminuzione del traffico passeggeri e il peggioramento della situazione finanziaria portarono all'attuazione dei controversi tagli proposti da Beeching, che determinarono la chiusura di numerose linee ferroviarie, sia principali sia secondarie. Negli anni Settanta furono introdotti i servizi ferroviari ad alta velocità per il traffico interurbano. Nel decennio successivo, una politica di riduzione dei sussidi pubblici e di incremento delle tariffe oltre il tasso d'inflazione contribuì a contenere le perdite economiche. Contestualmente, la riorganizzazione di British Rail in settori operativi rese il comparto InterCity economicamente redditizio.
Tra il 1994 e il 1997 il sistema ferroviario britannico fu sottoposto a un ampio processo di privatizzazione. La proprietà dell'infrastruttura ferroviaria, comprendente binari e impianti, fu trasferita a Railtrack, mentre i servizi di trasporto passeggeri furono affidati, tramite un sistema di concessioni, a diversi operatori privati, inizialmente venticinque. Parallelamente, le attività di trasporto merci vennero cedute definitivamente a imprese private. In seguito alla privatizzazione, il traffico passeggeri registrò una crescita significativa, raggiungendo livelli senza precedenti; tuttavia, il ruolo effettivo della privatizzazione nel determinare tale incremento continua a essere oggetto di dibattito. L'incidente ferroviario di Hatfield diede avvio a una serie di sviluppi che portarono al collasso di Railtrack e alla sua sostituzione con Network Rail, un ente pubblico senza fini di lucro responsabile della gestione dell'infrastruttura. Nel 2018, i sussidi statali destinati al settore ferroviario, calcolati a valori reali, risultavano circa tre volte superiori rispetto a quelli della fine degli anni Ottanta, mentre il costo dei biglietti era mediamente più elevato rispetto al periodo in cui la rete era gestita da British Rail.
Prima del 1830: i pionieri
Tra i primi esempi di infrastrutture ferroviarie figurano una linea a scartamento ridotto impiegata dai minatori tedeschi a Caldbeck, nella contea della Cumbria, probabilmente già a partire dagli anni Sessanta del XVI secolo. Si trattava di una ferrovia a trazione animale, utilizzata per il trasporto di vagoni o carrelli destinati principalmente alla movimentazione dei materiali estratti. Nei pressi di Prescot, vicino a Liverpool, venne inoltre realizzata una wagonway intorno al 1600, secondo alcune fonti già nel 1594. Di proprietà di Philip Layton, essa collegava una miniera situata nei pressi di Prescot Hall con un punto di raccolta distante circa mezzo miglio, consentendo il trasporto del carbone.
Un ulteriore esempio fu la Wollaton Wagonway, costruita nel Nottinghamshire tra il 1603 e il 1604 per iniziativa di Sir Francis Willoughby. Anche questa infrastruttura era destinata al trasporto del carbone e rappresenta una delle più antiche linee ferroviarie documentate in Inghilterra.
Già nel 1671, a Durham erano presenti infrastrutture ferroviarie destinate a facilitare il trasporto del carbone; la più antica tra queste è considerata la Tanfield Wagonway. Nel corso del XVII e del XVIII secolo furono realizzate numerose linee analoghe, note come wagonways, costituite da due rotaie lignee parallele e rettilinee sulle quali circolavano carri trainati da cavalli, dotati di semplici ruote in ferro con bordino. Questo sistema consentiva di movimentare contemporaneamente un numero maggiore di carri rispetto al trasporto su strada tradizionale, migliorando l'efficienza del trasporto delle merci. La prima ferrovia pubblica al mondo fu la Lake Lock Rail Road, una linea a scartamento ridotto costruita nei pressi di Wakefield, nel West Yorkshire.
Le prime ferrovie con rotaie in legno furono progressivamente perfezionate sul piano tecnico. Nel 1793, Benjamin Outram realizzò una linea tranviaria lunga circa un miglio utilizzando rotaie in ghisa a sezione angolare, caratterizzate da un profilo a forma di "L" che guidava il passaggio delle ruote. Questa soluzione fu tuttavia presto superata dall'innovazione introdotta da William Jessop, il quale sviluppò rotaie in ghisa prive di bordi di guida, trasferendo la funzione di guida alle flange applicate direttamente alle ruote dei carri. Poiché la ghisa si rivelava un materiale fragile e soggetto a frequenti rotture, nel 1820 John Birkinshaw mise a punto un procedimento per la laminazione delle rotaie in ferro battuto, più resistenti e durevoli, che si affermarono rapidamente come nuovo standard nella costruzione ferroviaria.
La prima ferrovia pubblica destinata al trasporto di passeggeri fu inaugurata nel 1807 dalla Swansea and Mumbles Railway, che collegava Swansea a Oystermouth. Il servizio veniva effettuato mediante carrozze trainate da cavalli lungo una linea tranviaria già esistente.
Nel 1802, Richard Trevithick progettò e costruì la prima locomotiva a vapore (senza nome) in grado di circolare su binari lisci. La prima locomotiva a vapore a ottenere un effettivo successo commerciale fu la Salamanca, realizzata nel 1812 da John Blenkinsop e Matthew Murray per la Middleton Railway, una linea ferroviaria a scartamento di 4 piedi. La locomotiva adottava un sistema di trazione a cremagliera e pignone, nel quale due cilindri, collocati sulla parte superiore della caldaia, azionavano una ruota dentata che ingranava con una cremagliera disposta lungo il binario, garantendo una maggiore aderenza.
Nel 1813, William Hedley e Timothy Hackworth progettarono una locomotiva (Puffing Billy) da utilizzare sulla linea tranviaria tra Stockton e Darlington. La locomotiva introduceva un sistema di trasmissione nel quale il movimento dei pistoni veniva trasferito, attraverso travi oscillanti e bielle, a un albero motore collegato alle ruote. L'accoppiamento delle ruote motrici migliorava l'aderenza e l'efficienza della trazione. L'anno successivo George Stephenson perfezionò questo progetto con la Blücher, considerata la prima locomotiva a impiegare ruote con bordino (flangia) direttamente a contatto con le rotaie, una soluzione destinata ad affermarsi come standard nelle ferrovie moderne.
Il successo delle innovazioni introdotte da Stephenson convinse i promotori della futura Stockton & Darlington Railway a nominarlo ingegnere della linea nel 1821. Sebbene il progetto originario prevedesse il ricorso alla trazione animale, Stephenson modificò il tracciato affinché fosse idoneo all'impiego delle locomotive a vapore. Di conseguenza, la legge che autorizzava la costruzione della ferrovia fu emendata per consentire sia l'utilizzo della trazione a vapore sia il trasporto di passeggeri. La linea, lunga circa , fu inaugurata il 27 settembre 1825 e, grazie alla locomotiva Locomotion No 1 progettata dallo stesso Stephenson, divenne la prima ferrovia pubblica al mondo a utilizzare locomotive a vapore per il servizio ferroviario.
1830-1922: Sviluppo iniziale
Nel 1830 fu inaugurata la ferrovia Liverpool-Manchester della Liverpool and Manchester Railway. In quanto prima ferrovia interurbana per il trasporto passeggeri al mondo e la prima ad adottare orari programmati, stazioni terminali e servizi concepiti in chiave moderna, definì il modello di riferimento per le reti ferroviarie contemporanee. La linea garantiva sia il trasporto merci sia quello passeggeri, avvalendosi inoltre del primo scalo merci terminale al mondo presso la stazione di Park Lane, situata nei bacini meridionali del porto di Liverpool e accessibile tramite la galleria ferroviaria di Wapping, lunga . Nel 1836, dall'estremità di Liverpool, la linea fu prolungata fino alla stazione di Liverpool Lime Street, nel centro cittadino, mediante una galleria di .
Molte delle prime ferrovie pubbliche sorsero come collegamenti locali gestiti da piccole compagnie private. Con ritmi sempre più serrati vennero costruite numerose linee, spesso senza valutare adeguatamente il loro effettivo potenziale di traffico; gli anni Quaranta dell'Ottocento rappresentarono il decennio di massima espansione ferroviaria. Nel 1840 la rete britannica contava solo poche linee frammentate, ma nel giro di un decennio fu posata una rete pressoché completa che garantiva un collegamento ferroviario alla stragrande maggioranza di città e villaggi, in taluni casi persino con due o tre linee distinte. Nel corso del XIX e all'inizio del XX secolo, la maggior parte delle compagnie indipendenti pionieristiche si fuse o venne rilevata da concorrenti, fino alla concentrazione del settore in un ristretto numero di grandi società.
Altre nazioni cercarono prontamente di acquisire le competenze britanniche nel settore per sviluppare le proprie reti. La locomotiva di classe Patentee, Le Belge, di fabbricazione britannica, fu costruita per la prima linea principale del continente europeo, la Bruxelles-Mechelen, mentre la Adler, anch'essa di classe Patentee, trainò i primi treni commerciali passeggeri e merci in Germania.Markus Hehl: Der "Adler" – Deutschlands erste Dampflokomotive. Weltbild, Augsburg 2008, p. 32. Per diversi Paesi acquirenti, l'industria ferroviaria pionieristica della Gran Bretagna divenne un vero e proprio simbolo di potenza, audacia e velocità.Peter Heigl. Adler – Stationen einer Lokomotive im Laufe dreier Jahrhunderte. Buch & Kunstverlag Oberpfalz, Amberg, 2009, , p. 30