Сейчас протяжённость железнодорожных путей общего пользования в республике составляет 2100 километров, а плотность железнодорожной сети составляет 1,21 километра пути на 100 квадратных километров площади.
А вот вплоть до начала XX века Петрозаводск был связан с Петербургом, а через него и со всей страной, лишь водными путями: по Онежскому озеру, реке Свирь, Ладожскому озеру и далее по Неве. Сухопутная дорога была только одна – Олонецкий тракт, который весной и осенью становился непроходимым (да и зимой его порой заносило). Тогда Олонецкая губерния и Кольский полуостров оставались без всякой связи со столицей государства. Решить проблему могла только железная дорога.
Но решение протянуть железную дорогу от Мурманского побережья через Петрозаводск до Петрограда было принято только во время первой мировой войны. Порты Чёрного и Балтийского морей оказались заблокированы противником. И возможность принимать и бесперебойно доставлять на фронт грузы от союзников была только на севере. Проектные работы начались в 1914 году. 1 января 1915 года император Николай II одобрил строительство железной дороги от Петрозаводска до Сорокской бухты и далее до Мурманского побережья за счёт казны. Было создано управление по постройке железнодорожных линий Петрозаводск – Сорокская бухта и Мурманской под общим руководством инженера В. В. Горячковского. На участке дороги Петрозаводск – Сорока строительными работами руководил инженер В. Л. Лебедев, на участке Сорока – Мурман – инженер П. Е. Соловьёв. И началось строительство дороги, получившей название Мурманская железная дорога. Заканчивалась она самой северной в мире железнодорожной станцией, которая была построена одновременно с железной дорогой – мурманским портом, в октябре 1916 года на её месте был основан город Романов-на-Мурмане, позднее переименованный в Мурманск.
Рельсы прокладывали в годы Первой мировой войны, поэтому на дороге работали не только русские, финны, проживающие в Карелии, вездесущие китайцы, но и пленные немцы. Так в 1916 году, вопреки нормам международного права, более 10 тысяч военнопленных Центральных держав были направлены на строительство железной дороги, где они массово умирали от цинги, тифа и непосильного труда. Только после вмешательства Красного Креста российские власти вывезли военнопленных. Но практически сразу их место заняли китайские рабочие.
3(16) ноября 1916 года закончилось сооружение Мурманской железной дороги – самого северного в мире железнодорожного пути. Это произошло на перегоне между станцией Боярская и перегоном Амбарный, где встретились две партии укладчиков, шедших навстречу друг другу с севера и юга, и состоялась торжественная церемония забивки последнего «золотого костыля». Официальный Акт о приёмке во временную эксплуатацию Мурманской железной дороги был подписан 15(28) ноября 1916 года. Линия, протяженностью более 1000 км, была построена за 1 год и 8 месяцев.
В марте 1917 года Мурманской железной дороге передана станция Петрозаводск, относящаяся к Олонецкой железной дороге. А 1(14) апреля 1917 года была присоединена и сама, выкупленная государством, частная Олонецкая железная дорога, проходящая между станциями Званка (ныне Волховстрой) и Петрозаводск. Таким образом Мурманская железная дорога оказалась включена в прямое сообщение с железными дорогами России. Временное товарное движение было открыто с 1(14) января 1917 года. 15(28) сентября 1917 года началось регулярное пассажирское движение, по всему участку дороги от Званки до Мурманска – прошёл пассажирский поезд № 3/4.
В 1917 г. управление по постройке было ликвидировано и образовано управление Мурманской железной дороги во главе с начальником дороги. Находилось оно в городе Петрозаводске. В январе 1918 года для управления дорогой была образована коллегия в составе представителей от Олонецкого, Мурманского и Петроградского советов и трёх делегатов от Главного дорожного комитета. В марте 1918 года был образован исполком совета железнодорожных депутатов. В 1919 году управление дороги переведено в город Петроград. В 1922 году организовано Правление Мурманской железной дороги. 1 мая 1930 года ликвидировано Правление и организована Дирекция Мурманской железной дороги.
Во время гражданской войны и последующей иностранной интервенции дорога попала в сферу военных действий. В результате было разрушено 4 345 мостов (в том числе 86 больших), свыше 1 700 вёрст железнодорожных путей, около 5 000 гражданских сооружений. В ноябре 1918 года на железных дорогах вводится военное положение: железнодорожники считаются призванными на военную службу. За невыполнение приказа — трибунал. Александровский завод перестроил производство под капитальный ремонт паровозов. К заводу прокладывают железнодорожную ветку для перемещения паровозов на ремонт и обратно. Для обучения рабочих в цеха направляют работников паровозного депо. Первый отремонтированный паровоз выпускают с завода в апреле 1919 года, о чем сообщают самому Ленину. За год отремонтировано еще 6 паровозов, в 1920-м — уже тридцать.
В январе 1935 года, в память о заслугах выдающегося советского партийного деятеля С. М. Кирова в освоении Кольского полуострова, Мурманская железная дорога переименована в Кировскую.
В 1959 году Кировская железная дорога была включена в структуру Октябрьской железной дороги с управлением в городе Ленинград. Исключение составляют небольшой участок Маленга – Унежма (Северная железная дорога) и ведомственные железные дороги.
Сейчас на обширной территории, занимаемой железнодорожными путями Карелии, расположено свыше 50 станций, несколько вокзалов, а также большое количество остановочных пунктов. Ежегодно происходит удлинение железных дорог. Рабочий состав на путях составляет 15 тысяч работников. Общее количество железнодорожных линий региона насчитывает семь путей направления. Основная линия – Санкт-Петербург – Мурманск. Железные дороги Карелии выходят на Ленинградскую и Архангельскую области, а также на территорию Финляндии. Петрозаводское отделение Октябрьской железной дороги — одно из крупнейших бюджетообразующих предприятий в Республике, а для ряда городов и районов Республики — градообразующее предприятие, обслуживает большую часть железнодорожных линий Карелии. На Петрозаводском отделении ОктЖД находятся 4 локомотивных депо, 4 дистанции сигнализации и связи, 2 дистанции электроснабжения и 7 дистанций пути. Через станцию Петрозаводск-Пассажирский проходит несколько десятков пассажирских поездов в день, большая часть из которых связывает Мурманск с Москвой, Санкт-Петербургом и другими городами России.
О работе дороги во время войны читайте здесь