Санкт-Петербурго-Московская железная дорога была открыта в августе 1851 года, когда из Петербурга в Москву по железной дороге, на 9 поездах, были перевезены два батальона лейб-гвардии Преображенского и Семёновского полков, два эскадрона лейб-гвардии Кавалергардского и Конного полков и дивизион гвардейской артиллерии. В 4 утра 31 августа в Москву отправился царский поезд, состоявший из 9 вагонов. Путешествие, вместе с остановками, заняло 19 часов.
Официальное открытие магистрали Петербург-Москва ознаменовалось пуском первого "всенародного поезда" 13 ноября (1 ноября по старому стилю) 1851 года. В 11 часов 15 минут утра поезд из 6 вагонов двинулся в путь. В поезде было 17 пассажиров первого класса, 63 — второго и 112 — третьего класса. Поезд прибыл в Москву в 9 часов утра следующего дня, пробыв в пути 21 час 45 минут.
В день открытия железной дороги произошёл конфуз. Желая выслужиться перед начальством, один царский чиновник приказал выкрасить рельсы белой масляной краской. Попав на участок со свежевыкрашенными рельсами, колёса поезда начали буксовать, и он остановился. Хорошо, что хоть всё закончилось простой остановкой, без происшествий.
Ещё существует другая легенда, согласно которой император лично давал указание, как и где проложить дорогу. Николай I приложил к карте линейку и провёл линию. Возле Мсты карандаш, который держала одна рука императора, наткнулся на палец другой руки и прочертил изгиб. Императорское решение надлежало выполнить.
На самом деле, если не брать во внимание некоторые кривые большого радиуса, имеющиеся на дороге и поныне, а также кривые меньшего радиуса в горловинах станций, реконструированные под скоростное движение, изначально дорога была построена прямой.
В месте упомянутого изгиба — в районе станции Мстинский мост — линия также была абсолютно прямой. Но в этом месте идёт перепад профиля, что затрудняло движение составов с паровозами, имевшими не очень большое тяговое усилие. Для прохода подъёма приходилось прицеплять дополнительный локомотив, либо расцеплять состав на две части.
Ради преодоления неудобств и был создан "изгиб" — Веребьинский обход со станцией Оксочи, продольный профиль пути стал благоприятнее. Через много десятилетий после того, как необходимость в таком обходе отпала, Веребьинский обход был демонтирован, станция Оксочи закрыта, а линия вновь стала прямой.
Первым начальником железной дороги был назначен инженер путей сообщения А. Н. Романов, до того работавший на Царскосельской линии. С 1852 по 1855 года магистраль возглавлял Н. О. Крафт. После смерти царя, с 20 сентября (8 сентября по старому стилю) 1855 года магистраль начала именоваться Николаевской железной дорогой в честь Николая I.
Николаевская дорога стала первой двухпутной казённой железной дорогой в Российской Империи и положила начало созданию в государстве железнодорожной сети общегосударственного значения. Протяжённость дороги составила 645 км.
Позже к Николаевской железной дороге были присоединены другие линии. Дорога проходила по территориям Петербургской, Московской, Новгородской, Тверской, Псковской, Витебской и Смоленской губерний. 27 февраля 1923 года Николаевская железная дорога была переименована в Октябрьскую железную дорогу.
Сегодня Октябрьская железная дорога проходит по территории 11 субъектов РФ — Ленинградской, Псковской, Новгородской, Вологодской, Мурманской, Тверской, Московской, Ярославской областей, городов Москва и Санкт-Петербург, Республики Карелия, а также частично по территории Эстонии, Латвии, Белоруссии.
Главный ход ОЖД "Санкт-Петербург — Москва" с момента постройки и по сегодняшний день — одно из самых напряжённых направлений в России. В 80-е годы XX века руководством СССР было принято решение об организации на нём скоростного движения. В результате путь из Санкт-Петербурга в Москву стал первой и единственной скоростной железной дорогой в СССР.
