Особого внимания Ахалтекинская экспедиция М. Д. Скобелева заслуживает в связи со строительством в полосе наступления войск Закаспийской железной дороги, которая должна была стать основной артерий подвоза для них материальных запасов и впервые прокладывалась в пустынной местности. Об этом достаточно подробно написали Н. В. Старостенков и другие в труде «Железнодорожные войска России».

Это строительство было вызвано объективной необходимостью. Так, генерал А. А. Тергукасов, анализируя причины неудачи 1-й Ахалтекинской экспедиции и пытаясь определить необходимые для победы средства, в рапорте главнокомандующему от 27 ноября 1879 года отмечал: «Теперь мы зависим и от туркмен, и от персиян, которые могут воспретить туркменам давать нам верблюдов, и мы вынуждены будем сразу приостановить все военные действия и даже бросить уже занятые пункты до тех пор, пока не доставим перевозочных средств с западного берега Каспия, а это будет стоить страшных денег. При железной дороге ничего подобного случиться не может…

Ввиду этого желательно было бы заменить теперешнее наше шаткое положение в Закаспийском крае, относительно всяких предначертаний, твердым сознанием, что успех предприятия находится в наших собственных руках, а такую уверенность мы можем иметь тогда, когда будем обладать железною дорогою».

Этот вопрос рассматривался по распоряжению военного министра графа Д. А. Милютина на совещаниях по подготовке 2-й военной экспедиции, проходивших в январе 1880 года в Главном штабе. Со второй половины января того же года в этих совещаниях принимает участие генерал М. Д. Скобелев, который должен был возглавить экспедицию.

Как только стало известно о том, что в закаспийских просторах планируется возвести железную дорогу, в Главный штаб, Военное министерство, непосредственно М. Д. Скобелеву посыпались различные предложения. Однако большинство из них не могло быть реализовано. Так, учитывая, что значительная часть дороги будет проходить по сыпучим пескам, авторы ряда проектов предлагали, для преодоления наиболее сложных участков строить многокилометровые тоннели, устраивать эстакады. Было даже предложение прокладывать узкоколейную железную дорогу конной тяги в сплошной деревянной галерее. Но в итоге был принят проект инженера Окунева, по которому предполагалось построить 340 верст узкоколейной железной дороги. Начальным пунктом должен был стать Красноводск. Стоимость дороги вместе с подвижным составом оценивалась в 7 миллионов рублей. К строительству планировалось привлечь 1500 военнослужащих.

Познакомившийся с этими расчетами генерал М. Д. Скобелев заметил, что, прежде чем приступать к постройке дороги, необходимо произвести точные изыскания по всей линии от Красноводска до Кизыл-Арвата. При этом он считал, что целесообразно немедленно начать военные действия для того, чтобы добиться частного успеха и закрепиться в Кизыл-Арвате. Только после этого он предлагал заняться постройкой железной дороги до этого пункта.

По плану М. Д. Скобелева все грузоперевозки в интересах действующей армии вначале должны были осуществляться верблюжьими караванами. Затем он предлагал от Михайловского залива по направлению к Кизыл-Арвату проложить около 100 верст переносной железной дороги. Средства для нее (рельсы из расчета на 25 верст, 2 паровоза и 500 вагонов) были закуплены во Франции. Груз было решено доставлять в порт Михайловского залива.

Остро встал вопрос – насколько судоходен этот залив? Морской частью экспедиции руководил капитан 2 ранга Степан Осипович Макаров, который в начале мая 1880 года лично провел разведку этого залива. Для этого он ввел «в Михайловский залив баржу в 280 футов длины». Проведенные изыскания дали положительные результаты, и были составлены лоции залива.

Но Скобелев пожелал проверить это лично. Его биограф пишет: «Генерал-адъютант Скобелев, в бытность свою в Красноводске, лично предпринял поездку по Михайловскому заливу, в сопровождении нескольких чинов своего штаба, флигель-адъютанта Макарова и комиссии, специально назначенной для исследования этого залива. …Все участвовавшие в поездке пришли к единому убеждению, что Михайловский залив не представляет затруднений для перевозки грузов на баржах, о чем тогда же был составлен настоящий акт».

По просьбе генерала М. Д. Скобелева для решения вопросов, связанных с предстоящими изысканиями и строительством железной дороги, был назначен управляющий делами Комитета по передвижению войск по железным дорогам и водой генерал-лейтенант М. Н. Анненков, имевший богатый опыт строительства железных дорог и руководства воинскими перевозками в ходе Русско-турецкой войны 1877–1878 годов.

В связи с тем, что Закаспийская военная железная дорога должна была возводиться в условиях боевых действий, отрыв личного состава из боевых частей для выполнения работ Скобелев считал нецелесообразным. Военное министерство решило привлечь к строительству имевшиеся в его распоряжении железнодорожные части. Однако после Русско-турецкой войны (1877–1878) из имевшихся четырех железнодорожных батальонов три – 2, 3-й и 4-й находились в так называемом «кадровом» составе, т. е. практически не имели необходимых сил для выполнения намеченных работ. Поэтому 12 апреля 1880 года по просьбе М. Д. Скобелева последовало «высочайшее повеление» – сформировать 1-й резервный железнодорожный батальон, командиром которого был назначен полковник Бармин. На его комплектование были направлены знающие железнодорожное дело военнослужащие из железнодорожных и саперных батальонов. Обязанности старшего инженера 1-го резервного батальона исполнял князь Михаил Иванович Хилков, ставший впоследствии министром путей сообщения.

Изыскательские работы началась еще до прибытия М. Н. Анненкова. Но уже предварительные исследования показали, что железная дорога на первых 25 верстах от Михайловского залива до колодцев Моллакары, рассчитанная на конную тягу, не может быть проложена из-за того, что лошади, тянущие поезда, при движении по песчаным насыпям также будут их непрерывно разрушать. Тогда Скобелев принял решение строить железную дорогу с широкой колей, рассчитанную на движение паровозов.

Подвоз строительных материалов проводился крайне медленно. К 25 августа в Красноводск прибыло 1356 рельсов и 6000 шпал и 2 паровоза. Описывая этот процесс, Ф. Ф. Врангель в его книге «Вице-адмирал Степан Осипович Макаров» писал: «Шпалы подвозились с Волги, рельсы из Унген, а подвижной состав с Коломенского и Брянского заводов. Так как вес всего железнодорожного груза, как-то: шпал, рельсов, вагонов, локомотивов и т. п. доходил до 2,5 миллиона пудов и подвозился на пароходах общества «Кавказ и Меркурий», обладающего сравнительно небольшими средствами, то первое время работы шли очень медленно и часто за недостатком материалов приходилось распускать рабочих до обеда».

Скобелев постоянно «тормошил» Петербург письмами, требуя ускорить прибытие строительных материалов и оборудования, необходимых для строительства железной дороги. Благодаря его настойчивости в сентябре из правительственных запасов на строительство железной дороги были отправлены 21 паровоз, 275 крытых товарных вагонов, 225 платформ и рельсов на 207 верст. Кроме того, по распоряжению Главного штаба было закуплено 72 000 пудов скреплений и 50 комплектов стрелочных «приборов».