В 1898 г. Указом Императора Николая I начинают проводиться изыскательские работы направления КБЖД. Разрабатывалось несколько вариантов. Строительство дороги велось в два этапа.
В первый этап с 1896—1905 гг. создавался первый путь с разбивкой по времени на участки:
- Иркутск — Байкал (левый берег Ангары) с 1896 по 1900 гг.;
- Слюдянка — Танхой — Мысовая (восточный берега КБЖД) с 1899 по 1901 гг.;
- Байкал — Слюдянка (западный берег КБЖД, самый сложный) с 1902 по 1905 гг.
Второй этап проводился с 1911—1915 гг. За эти годы был проложен второй железнодорожный путь, при строительстве которого активно использовался труд каторжников Александровской тюрьмы.
КБЖД — стала самой маленькой дорогой из семи участков Транссиба, протяженностью всего 260 км (не считая участок Иркутск — Байкал). Отсчет КБЖД ведется от станции Иннокентьевская (0 км) — станции, разделяющей в то время Томскую и Забайкальскую железные дороги. Восточно-Сибирской железной дороги тогда еще не существовало.