Первостепенной особенностью российских паровозов, как и отечественных железных дорог, начиная с Санкт-Петербург — Московской (Николаевской), была 5-футовая (1524 мм) ширина колеи, указом императора Николая определенная как стандартная. Первый грузовой паровоз с тремя движущими (сцепными) осями был построен в 1846 г. в Петербурге на Александровском машиностроительном заводе. В качестве топлива на этом паровозе использовались дрова. Колеса были чугунными, без бандажей и противовесов. Будка для машиниста и помощника, как и площадка и перила вокруг котла, отсутствовали, не было песочницы. Тендер был четырехосным с деревянной рамой. Вскоре после постройки часть паровозов была оснащена бегунковой осью, т. е. они превратились в тип 1-3-0, нигде в мире до этого не применявшийся. В 1860-х годах часть этих локомотивов усовершенствовали, оснастив закрытыми будками, а на некоторых паровозах были установлены кулисные парораспределительные устройства, насосы подачи воды заменили инжекторами.
В 1858 г. Александровским заводом впервые в мировом паровозостроении был выпущен более мощный грузовой паровоз с четырьмя движущими осями (в Бельгии они появились в 1879 г., в Германии — в 1882 г., в Англии -в 1889 г.). В 1858 — 1859 гг. завод построил 16 паровозов типа 0-4-0 массой 42 т, а в 1867-1880 гг. еще 71 в улучшенном варианте.
На 1860 г. в России было менее 1000 км магистральных железных дорог, и мощностей одного паровозостроительного завода вполне хватало.
Однако уже в середине 1860-х в стране разворачивается масштабное строительство железных дорог, что, соответственно, приводит и к росту потребностей в паровозах. 15 марта 1868 г. царское правительство заключает контракты с рядом российских заводов по строительству паровозов на 5-летний срок. И уже в 1869 г. первые паровозы выпускают Камско-Воткинский и Коломенский заводы, причем Коломенский в кратчайшие сроки становится крупнейшим отечественным паровозостроительным заводом. В 1870 г. к постройке паровозов подключаются Невский (судостроительный) и Мальцевский (Людиновский) заводы. К 1880 г. отечественными заводами было построено 2207 российских паровозов.
Первые пассажирские паровозы, также построенные на Александровском заводе, по основным конструктивным решениям были аналогичны грузовым, но их тип (осевая формула) был 2-2-0 со сцепными колесами большего (диаметра 1705 мм). В 1860-е гг. эти паровозы были переделаны: для уменьшения воздействия на путь у них изменился тип на 3-2-0, а вес достиг 48,5 т.
В целом для паровозного парка российских железных дорог второй половины XIX в. характерным было многообразие конструкций и типов паровозов, обусловленное интенсивным развитием железнодорожной сети, появлением большого числа железных дорог, как частных, так и государственных («казенных»), стремлением повысить тягово-эксплуатационные характеристики паровозов, в том числе используя прогрессивные разработки зарубежных паровозостроителей. Немалую лепту в разнообразие паровозного парка Российской империи внесли и закупки паровозов за рубежом, осуществляемые многими железными дорогами.
