Самый сложный и, соответственно, самый дорогой участок всего Великого Сибирского пути — Кругобайкальская железная дорога. Это был, пожалуй, самый сложный участок среди всех железных дорог в мире. К такой категории трудности был отнесён ещё в 1887 г. экспедицией инженера О. П. Вяземского участок железной дороги вокруг Байкала.
В этом же году были сделаны без достаточных исходных данных предположения о прокладке железной дороги «в обход» Байкала, но не по его берегу, крайне затруднительному для проложения рельсового пути, а несколько южнее, через Ханарский водораздел, т. е. железная дорога, не доходя Иркутска, направлялась по долине Иркута в обход Байкала, что, конечно, не устраивало ни Иркутскую Городскую думу, ни иркутян.
В конце марта 1889 г. О. П. Вяземский возглавил ещё одну экспедицию по изысканию линии будущей Кругобайкальской железной дороги. Экспедиция состояла из инженера Кругликова, инженера Розенгарта, техников Барциневского, Сарычева, Васильева и Игумнова. Основные изыскания экспедиция проводила по Кругобайкальскому тракту от Боярской до Култука, а также ознакомилась со всеми перевалами между Байкалом и долиной Иркута. Кроме того, для одного из вариантов направления дороги экспедиция прошла, осмотрела и оценила берег Байкала от Култука до Лиственичной и далее от Лиственичной до Иркута, исследованный самим О. П. Вяземским. Этой группой также были выполнены промеры глубин на Байкале для выбора пристани на западном берегу Байкала. Изыскатели обследовали дно озера вблизи станции Боярская у устья реки Мантурихи, что недалеко от станции Мысовая, а также в качестве второго варианта промеры проведены и у Клюевки.
Дальнейшие изыскания экспедиция предполагала произвести по окончательному варианту направления Кругобайкальской железной дороги. Предполагалось железную дорогу вести от Иркутска по левому берегу Иркута вверх по течению до села Моты. Далее Иркут делает петлю. Чтобы сократить дорогу (на 25 вёрст), в этом месте предполагалось устроить через горный хребет тоннель длиной в 3,5 версты. Благодаря чему железная дорога вновь выйдет к Иркуту ниже впадения реки Быстрой. Через пять вёрст начинался подъём по Ильчирской пади на водораздел между Байкалом и Иркутом. Одолев этот перевал, железная дорога Тункинским трактом близ станции Быстрая должна спуститься с высоты 112 сажен к берегу озера Байкал. Спуск этот пролегал по долинам рек Култушной, Ильги и далее по косогору реки Култушной и по пади Талой с выходом на берег Байкала к станции Муравьёво-Амурская, что находилась в четырёх верстах от Култука. От Култука железную дорогу предполагалось провести берегом до пристани Мысовой. Эта трасса от Иркутска до Мысовой длиной 283 версты была тщательно исследована, проведены подробные изыскания первой партией экспедиции Забайкальской железной дороги. Все полученные данные позволяли сделать расчёт объёма земляных работ и определить стоимость всех необходимых к возведению сооружений, а также произвести технико-экономическое обоснование этого варианта. Участок и в последующем неоднократно исследовался и изучался. Производились поиски других, более удобных, вариантов направления железной дороги. Но к определённому мнению так и не могли прийти.
8 августа 1893 г. в Иркутск прибыли инженеры путей сообщений: начальник Сибирской железной дороги Е. И. Ададуров и начальник работ Средне-Сибирской железной дороги Н. П. Меженинов. Кроме осмотра выполненных работ по строительству линии дороги, они решили лично ознакомиться и оценить самый сложный участок строительства — Кругобайкальскую железную дорогу. В ноябре же этого года Комитет по неподготовленности и сложности в строительстве железной дороги между Иркутском и Забайкальем возведение её отложить. Было принято решение, что до возведения этой дороги между станциями Лиственичная и Мысовая будут устроены регулярные рейсы пароходов-«ледорезов». Комитет предполагал, что постройку Кругобайкальской дороги можно будет начать только через 25 лет, но изыскания не должны приостанавливаться. 2 марта 1894 г. Комитет разрешает в текущем году производить подготовительные работы по изысканиям дороги вокруг Байкала. Одновременно с этими работами разрешалось выполнить изыскания рельсовой ветки от Иркутска и до пристани Лиственичной. На следующий, 1895, год были произведены геологические изыскания Прибайкалья, в основном, по трассе Кругобайкальской железной дороги. Возглавлял эту экспедицию инженер-геолог К. И. Богданович, который ещё начиная с 1893 г. производил геологические исследования по линии строящейся Сибирской дороги.
Для обеспечения функционирования Сибирской железной дороги на всём её протяжении до Дальнего Востока необходимо было провести тщательные гидрографические изыскания на Байкале. Таковые изыскания начались с лета 1898 г. (между прочим, к этому времени ещё не пришёл в Иркутск первый поезд). Тщательные и широкомасштабные исследования гидрографии Байкала проводила квалифицированная экспедиция под руководством её начальника Ф. К. Дриженко.
Многолетние изыскания и разносторонние исследования Прибайкалья на предмет выбора варианта прокладки трассы железной дороги вокруг Байкала позволили к 1900 г. окончательно принять вариант устройства Кругобайкальской железной дороги вдоль берега озера Байкал. Один из изыскателей, горный инженер К. Н. Тульчинский, в присутствии генерал-губернатора, горных и путейских инженеров, представителей общественности 17 марта 1900 г. в зале музея Географического общества вечером прочитал доклад «О результатах общего геологического исследования по при брежному направлению Кругобайкальской железной дороги». Доклад определённо делает вывод о преимуществах этого варианта трассы дороги.
Невзирая на различные трудности и все негативные моменты строительства, Сибирская железная дорога возводилась с опережением ранее предполагаемых сроков. Такие опережающие темпы позволили намного раньше намеченного срока начать работы по сооружению Кругобайкальской железной дороги. Уже в феврале 1901 г. получено разрешение на начало строительных работ, для чего на этот год было выделено три миллиона рублей. В этом же году в Слюдянку начали прибывать желающие поработать на строительстве железной дороги.
Для проверки расходов по постройке дороги в августе в Иркутске учреждается специальный контролирующий орган, наименованный как «Контроль по постройке Кругобайкальской железной дороги».
Хотя и получено было разрешение на строительство вначале 1901 г., но Комитет по постройке Сибирской железной дороги на своём заседании ещё 9 июня рассматривал варианты строительства дороги вокруг Байкала. Было представлено четыре варианта: 1) От станции Иннокентьевская по долине реки Иркут через Зыркузунский хребет; 2) От станции Иннокентьевская по долинам рек Большой Олхи и Крутой Губы и далее по берегу Байкала; 3) От конечной станции Иркутско-Байкальской ветки (порта Байкал) по берегу озера Байкал; 4) От села Биликтуй через Тункинский хребет. На заседании Комитета рассматривались только первый и третий варианты. Общие изыскания вариантов производились инженером В. А. Савримовичем, а геологические исследования произведены профессором Санкт-Петербургского университета Мушкетовым. Принят был третий вариант. В соответствии с этим в Иркутск из Петербурга прибыла представительная Комиссия в составе 12 человек во главе с инженером Риппасом. Задачей этой Комиссии являлось обследование на месте и решение вопроса о постройке тоннелей на Кругобайкальской дороге. А уже в начале 1902 г. закончили полную привязку на местности всей трассы со всеми путейскими сооружениями. Соорудить же надо было много. Одних тоннелей необходимо было 33 штуки, оцененных в 5,3 миллиона рублей. И далее, согласно смете, необходимо было построить: подпорных стоек на цементном растворе на сумму 3,7 миллиона рублей; виадуков и акведуков на 1,6 миллиона рублей; среднее количество земляных работ под главный путь составило в среднем на одну версту 4734 кубических сажени, в том числе разработка с помощью динамита 1893 кубических сажен скальных грунтов. Стоимость земляных работ на одну версту определялась в 47 225 рублей. Количество каменной кладки в пересчёте на версту составило 92 кубических сажени. Если сравнить с показателями Забайкальской железной дороги, рассчитанными на одну версту, то получим, что земляных работ на Кругобайкальской дороге выполнено более чем в 41 раз, а каменной кладки — в 4 раза. Общие затраты, согласно смете, составленной весной 1902 г., исчислены в сумме 58523696 рублей, что составило стоимость одной версты дороги равной 21431 рублю. Сразу же по окончании проекта в августе 1902 г. начались работы на западном участке Кругобайкальской железной дороги (между станциями Байкал и Култук) протяжённостью 84 километра. Это был наиболее тяжёлый участок работ. Одного только грунта было вынуто 97 тысяч кубометров, возведено около 200 железобетонных мостов. Для сравнения можно привести такие данные: на тот период времени все российские железные дороги, длина которых составляла около 76 тысяч километров, имели всего 56 железобетонных мостов.
Работы по сооружению дороги проводились, в основном, подрядчиками. Техническое руководство обеспечивали инженеры и техники, ранее строившие Средне-Сибирскую и Забайкальскую железные дороги, где основные работы уже завершились. Возглавлял строительство первого участка от порта Байкал до села Култук инженер Владимир Аврелианович Савримович, который одновременно был и заместителем начальника строительства всей Кругобайкальской дороги. На этом участке движение поездов началось 7 сентября 1904 г.
Кругобайкальская дорога строилась быстрыми темпами. В связи с обстановкой на Дальнем Востоке требовался большой объём перевозок. Скорость и объём перевозок резко тормозился Прибайкальским участком. Особенно сложным в транспортировании грузов был период, когда прекращалась перевозка вагонов и паровозов ледоколами Байкальской переправы. Чтобы не прекращать перевозок в этот период, по льду озера Байкал в начале 1904 г. была проложена железнодорожная колея до станции Танхой. 18 февраля было начато движение вагонов по этому рельсовому пути при помощи конной тяги. Необходимо было перевезти 3600 вагонов и 160 паровозов. Причем паровозы на станции Байкал подвергались разборке на части, которые было бы уже возможным перевезти лошадьми до Танхоя, где они снова собирались. Перевозка осуществлялась 75 тройками почтовых лошадей. Перевозка была сдана Д. М. Кузнецу по цене 45 рублей за вагон и 250 рублей за паровоз. Работники же гужевой перевозки по Байкалу получали за перегон от станции Байкал до станции Танхой по 8 рублей за тройку и по 15 копеек с пуда багажа. Такая перевозка функционировала до 4 апреля, т. е. до начала регулярного движения ледоколов Байкальской переправы.
Прокладка путей от станции Байкал до станции Танхой длиной 40 вёрст, в основном, окончена была к 15 февраля 1904 г. Полностью закончено строительство Кругобайкальской железной дороги в августе — это на год раньше намеченного срока. Фактические затраты на строительство в пределы сметы не уложились. Главный перерасход падал на строительство тоннелей. Их пришлось возводить не 33, а 38, и обошлись они более чем в десять миллионов рублей (вместо планируемых 5,3). Общая протяжённость тоннелей составила 7,2 версты, а самый большой тоннель имел длину 363 сажени. Подпорные каменные галереи вообще проектом не предусматривались. А только отдельно стоящих галерей пришлось впоследствии возвести 14, и 47 соорудили на входах и выводах тоннелей.
Первый поезд по Кругобайкальской железной дороге прошёл в сентябре 1904 г., а 29 октября по этой дороге в 9 часов вечера прошёл первый Сибирский Военно-санитарный поезд Великой княжны Анастасии Николаевны. В составе поезда 35 вагонов с 444 ранеными, среди которых было 24 офицера. До этого дня, начиная с 25 июня, пароходом «Феодосия», сделавшим 30 рейсов, перевезено раненых: 6779 нижних чинов, 266 офицеров и 5 генералов.
Официально первая очередь Кругобайкальской железной дороги (один рельсовый путь) была сдана в постоянную эксплуатацию в январе 1905 г. Второй участок железной дороги от станции Слюдянка и до станции Танхой принят в марте 1905 г. специальной Комиссией в эксплуатацию и передан в ведение Забайкальской железной дороги. Строительство полотна Кругобайкальской железной дороги велось, как это можно понять, с расчётом на двухпутное движение. Но укладка велась в первую очередь одного пути, а устройство второго пути началось в 1908 г. и закончилось в 1915 г.
Иркутские повествования. 1661 - 1917 годы. В 2 т. / Автор-составитель А. К. Чернигов. Иркутск: "Оттиск", 2003. Т. 1.