УГЖД из Перми направилась на Лёвшино, Камасино, Бисер, Кушву, Нижний Тагил, Невьянск и далее до Екатеринбурга. Её начали строить в 1874 году и закончили в 1878 (первый поезд прошёл 27 февраля 1878 года). В районе деревни Камасино эта дорога пересекла Чусовую. За мостом была построена маленькая станция Чусовская: её здание снесли в 2002 году, выстроив новый большой вокзал города Чусового. Дорогу строили «всем миром» — и русские, и иностранные инженеры на средства международных концессий и уральских заводчиков. Строительство вела акционерная компания «Общество УГЖД», возглавляемая В. Кокоревым и П. Губониным. Не обошлось без интриг промышленников и отказа иностранцев.

Например, ещё в 1864 году одна английская компания предлагала свои услуги для строительства железной дороги на Урале, но за это требовала отдать будущую дорогу в полное своё владение вместе с прилегающими территориями и полезными ископаемыми, а также при строительстве обеспечить бесплатной рабочей силой в виде арестантов и беспошлинным ввозом стройматериалов из Англии. Такие условия, разумеется, были неприемлемы для России.

Иностранцы решили, что сложнейший рельеф местности не позволит достроить дорогу. Но под руководством русских инженеров рабочие взорвали скалы, дренировали болота, отсыпали дамбы, возвели мосты, отыскали обходные пути вокруг любых непреодолимых преград. Всего было возведено 646 искусственных сооружений, в том числе 316 мостов и тоннель. Дорогу достроили — и даже в очень короткие сроки. Протяжённость её составила (по данным источников) 670 вёрст. Долгое время УГЖД считалась одной из самых сложных и искусных в Европе. Например, в одном месте на протяжении полутора вёрст вдоль Чусовой дорога была построена по скату крутой горы так, чтобы поезда шли с наклоном от реки — во избежание опрокидывания состава в Чусовую.

Горнозаводская дорога сначала была частной, но приносила владельцам ежегодный убыток в 3 миллиона рублей. К 1885 году владельцы её задолжали уже 45 миллионов рублей и, страшась банкротства, переуступили УГЖД государству.

Горнозаводская железная дорога дала жизнь целому новому городу, который в её честь получил название Горнозаводск. Он вырос вблизи маленькой станции Пашия, от которой в 1911 году была проложена ветка на Архангело-Пашийский завод. В 1948 году вблизи этой станции началось строительство крупного цементного завода — Ново-Пашийского. В 1955 году завод был введён в действие. При заводе, естественно, образовалось поселение. В 1965 году посёлок Новая Пашия был признан городом Горнозаводском. Сейчас население города составляет более 10 тысяч человек. В Горнозаводске имеется хороший краеведческий музей с минералогической коллекцией.

У Горнозаводской дороги был только один недостаток: она оставалась «островной», то есть не соединялась ни с какими другими железными дорогами России. Проблему транспортировки горнозаводской продукции в Центральную Россию она полностью не решила: всё равно все грузы прибывали на станцию Лёвшино, где из вагонов перегружались на баржи и дальше плыли по Каме. А вот горным заводам и «железным караванам» УГЖД нанесла весьма ощутимый удар. Благодаря железной дороге среди старинных вододействующих заводов вдруг появились новые — с паровыми машинами и современным оборудованием вроде конвертеров или мартенов. А владыки горнозаводского Урала — Тагил, Кушва и Невьянск — получили прямой доступ к камским баржам и больше не нуждались в «посредничестве» Чусовой. Да и другие заводы, что оказались ближе к какой-нибудь станции, чем к собственной пристани, тоже поворачивались к Чусовой спиною.

Железные дороги наступали на горнозаводский Урал. Уже в 1879 году началось строительство Луньевской ветки (Чусовская — Солеварни): ныне это дорога от города Чусового до города Соликамска. В начале XX века эту дорогу называли также Березняковской по названию камской пристани Березняки близ «горного города» Дедюхин. Длина линии Чусовская— Березняки составила 196 вёрст. В обзоре «Россия» (1914) сказано: «Средней своей частью, представляющей по извилистости вполне горную дорогу, Березняковская линия прорезывает длинный ряд обширных каменноугольных копей и несколько заводов, а концом подходит к огромным солеваренным промыслам. По живописности прорезываемых мест Березняковская дорога не только не уступает Уральской, но местами даже превосходит её».

«Железным караванам» эта дорога не повредила, потому что ушла от Чусовой на север, пересекая Усьву. Но эта дорога дала доступ к угольным копям Губахи, Гремячинска и Кизела, которые принадлежали роду Лазаревых-Абамелек. А кизеловский каменный уголь, «хлеб» горных заводов нового типа, усилил эти заводы — и ослабил старые, вододействующие.

Эта дорога навсегда осталась в стихах Бориса Пастернака, который в молодости был конторским служащим в селе Ивака на Кизеловском Урале:

…Будто оттого синель

Из буфета выгнать нечем,

Что в слезах висел туннель

И на поезде ушедшем.

А меж тем наперекор

Чёрным каплям пота в скопе,

Этой станции средь гор

Не к лицу названье «Копи».

Пусть нельзя сильнее сжать

(Горы. Говор. Инородцы),

Но и в жар она свежа,

Будто только от колодца.

Уголь эху завещал:

Быть Уралом диким соснам.

Уголь дал и уголь взял.

Уголь, уголь был их крёстным.

В конце XIX века железными дорогами начал стремительно «обрастать» Екатеринбург. В 1896 году железная дорога протянулась от Екатеринбурга до Челябинска. Она прошла вдоль верхней Чусовой через станции Мраморская, Косой Брод, Полевской, Полдневая и Верхний Уфалей (от которой совсем недалеко до озера Сурны). Благодаря этой дороге через Челябинск УГЖД соединилась с сетью железных дорог России и перестала быть «островной», хотя для транспортировки товаров горных заводов такой большой крюк через Челябинск был невыгоден. Другая ветка добралась до Ревды и Шайтанских заводов. Ревдинский завод, «застрельщик» сплава, отказался от «железных караванов»!

В 1898 году пути были проложены от Екатеринбурга до Тюмени. В результате Уральская горнозаводская железная дорога (УГЖД) стала называться Пермь-Тюменской железной дорогой.

В 1909 году Горнозаводская железная дорога перестала быть «островной» окончательно. Магистраль прошла от Вятки до Екатеринбурга, «нанизав» по пути Пермь. В районе Шайтанских заводов Чусовую пересёк железнодорожный мост. «Пермь- Екатеринбургский» участок строился с 1905 по 1909 год. Изначально планировалось дорогу от Вятки на Екатеринбург провести от станции Чепца через Очёр и Нытву, но богатые купцы города Кунгура практически выкупили право строительства через Пермь и Кунгур. Было построено 365 вёрст пути, что сократило дорогу от Перми до Екатеринбурга на 117 вёрст. (Цифры из источников почему-то не согласуются друг с другом.) На этой дороге возвели 1 вокзал II класса (в Перми, нынешняя «Пермь-2»), 2 вокзала III класса (в Кунгуре и Шаля), 23 вокзала IV и V классов (их здания сохранились на станциях Юг, Кукуштан, Ергач, Кишерть, Коуровка и некоторых других), 2 депо, 20 водонапорных башен, 78 железобетонных мостов и 46 металлических. Самым большим оказался мост через реку Ирень (298 метров). Стоимость провозки товаров по этой железной дороге в сравнении с прочими способами сократилась в 4–5 раз.