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詹天佑早年出生在广东南海，他的父亲代写书信刻印章谋生。他幼年学于私塾，之后成为清朝首批出洋留学生。当时考入了美国西海文小学，在那里每天都刻苦学习英文。之后凭借自己的努力考上了耶鲁大学在土木工程系铁路专科深造。在那个卧虎藏龙的地方，他刻苦钻研，各科成绩有很优秀，而且还两次获得数学奖学金。（如果不知道这个概念你可以去看看大学数学，真他妈反人类）
由于清政府下令撤退留美学生，詹天佑就不得不放弃继续实习研究的计划，当时留学生只有两人。詹天佑回国后在广东博学馆任教，而且在修筑沿海炮台和测绘广东沿海海图（这是我国第一幅海图）。之后就被调到天津中国铁路公司任工程师。
当时也就修建一些小的铁路，但是在光绪十九年的时候，因为当时修关内外铁路外国都趁中国没有自主修建的能力就开始抢着修建。当时英国人喀克斯第一次建桥失败，随后日本、德国的承包者都惨遭失败，因为当时快交工了，所以就派詹天佑出来修建。当时詹天佑在分析了失败原因后，就采用了最传统的笨办法，以中国的潜水员潜入河堤，配合机器操作，建成了建成滦河大桥。（有的时候笨办法才是最好的办法）
之后俄国曾提出修建恰克图经库伦、张家口到北京的铁路，但是当时的清廷拒绝了。而当时的一些商人想要承包修建京张铁路，但是因为有外国资本的渗入所以也被拒绝了。但是当时的关内外铁路运营还特别好，所以朝中的一些大臣就提出了官办铁路。之后直隶总督袁世凯提出了修建京张铁路，并且当时清政府思考利益之后，排除了英国、俄国等帝国主义的阻挠，派詹天佑修建京张铁路。（这是中国第一次自主修建铁路）
之后京张铁路开工，当时从北京丰台到河北的张家口，这期间长达200公里中间经过八达岭、居庸关、宣化等地。而当时的居庸关和八达岭一段崇山峻岭、层峦叠嶂的。而且当时中国自主修建京张铁路的消息传出去之后，外国人都讽刺说修建这条铁路的中国人还未出世。就在这种情况下，詹天佑就下定决心一定要修好，扬我国威。
当时铺轨的第一天，工程车的车钩链子就折断了，外国的诽谤就纷至沓来。但是詹天佑使用了自动挂钩法就轻松解决了这一问题。当时八达岭隧道长1092米，当时只能靠工人的双手，其困难程度可想而出。当时因为要上坡度，詹天佑为了缩短线路就设计了“人”型铁路路线。京张铁路从1905年9月4日到1909年10月2日修成通车，仅仅用了四年比预期提前了两年，这一消息传出外国人纷纷打脸。
建国以后青龙桥站附近建成詹天佑纪念馆。位于京包铁路八达岭段最高点处的詹天佑纪念馆建成并正式开馆。纪念馆设瞻仰厅、序幕厅和陈列厅，瞻仰厅正面为詹天佑全身大幅照片，并在上首悬挂周恩来题字：“中国人的光荣”。之后因为参加巴黎和会，为了维持国家主权，提高国家威望。他在冒着严寒赴会，研究文书都要到深夜。
因为过度劳累，1919年因为心力衰竭逝世，临终遗嘱并未提到家事，而是向国家陈列了三点，一、振奋发扬工程师学会活动，以兴国阜民；二、慎选人才管理俄路，以扬国光；三、就款计工，唯力是视，脚踏实地建成汉粤川全路。并称，上述三事乃天佑未了之血忱，如得到国家采纳，则天佑虽死之日，犹生之年。