Инспекционную поездку императора Николая I по Петербурго-Московской железной дороге предваряла пробная перевозка воинских частей. Гвардейские отряды отправлялись в Москву в переделанных для транспортировки конницы товарных вагонах девятью поездами с 14 по 16 августа 1851 года. На все передвижение каждому поезду отводилось 56 часов. Для обеспечения безопасности на дороге был учрежден круглосуточный надзор – по два сторожа на версту.
19 августа 1851 года из Санкт-Петербурга отправился императорский поезд Николая I. В сопровождении свиты император проехал до Москвы, делая продолжительные остановки и осматривая путь. Для организации поездки государя были также задействованы еще 12 составов, перевозивших экипажи с лошадьми и багаж.
До сентября 1855 года дорога носила название Санкт-Петербурго-Московской. Затем она была переименована в Николаевскую железную дорогу в память об императоре, организовавшем в России принципиально новый вид путей сообщения.