Pionierzeit Die erste Eisenbahnstrecke auf Schweizer Boden führte von St. Louis nach Basel. Sie war der südlichste Teil der Bahnstrecke Straßburg – Basel, gebaut und betrieben von der Compagnie de Strasbourg à Bâle. Die Eröffnung der Strecke erfolgte am 15. Juni 1844, der Französische Bahnhof in Basel wurde als permanenter Bahnhof jedoch erst am 11. Dezember 1845 fertiggestellt.
Erste Ideen zum Bau einer Binnenbahnstrecke regte die Zürcher Handelskammer 1836 an: Eine Eisenbahnstrecke zwischen Zürich und Basel entlang der Limmat, der Aare und dem Rhein. Nachdem aber die beiden Halbkantone Baselland und Basel-Stadt den Bau abgelehnt hatten, beschlossen die Zürcher Kaufleute, den Streckenverlauf auf Zürich – Baden – Koblenz – Waldshut zu ändern, um einen Anschluss an die deutsche Badische Hauptbahn garantieren zu können. Da jedoch das Geld nicht für die ganze Strecke ausreichte, konnte nur die Strecke zwischen Zürich und Baden im Kanton Aargau eröffnet werden. Sie gilt als erste Schweizer Eisenbahnstrecke und wurde von der Schweizerischen Nordbahn betrieben. Sie mass 23 Kilometer und erhielt ihren Spitznamen von einer Badener Spezialität, den spanischen Brötli, einem Hefegebäck. Die Einweihung der «Spanisch-Brötli-Bahn» wurde am 7. August 1847 festlich gefeiert und erweckte die Hoffnung vom technischen Fortschritt.
Zu dieser Zeit gab es schon viele Pläne und oft konkurrierende Projekte für weitere Bahnverbindungen. 1846, bereits vor der Gründung des Bundesstaats, sprach sich eine Konferenz von zehn sogenannten Eisenbahnkomitees für den Bau einer schweizweiten Strecke zwischen Bodensee und Genfersee aus. Die neue Bundesverfassung von 1848 schuf dann die politischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen für die Entstehung eines Streckennetzes, obwohl die Eisenbahnen darin nicht ausdrücklich erwähnt wurden. Das Eisenbahngesetz von 1852 beendete sodann die Diskussionen über ein durch den Bund geführtes Staatsbahnsystem, indem man sich für private Eisenbahn-Gesellschaften unter der Oberaufsicht der Kantone entschied.
Erste Privatbahnwelle Führend hierbei waren die Basler Schweizerische Centralbahn-Gesellschaft und die 1853 als Nachfolgerin der Schweizerischen Nordbahn gegründete Schweizerische Nordostbahn (NOB). Am 19. Dezember 1854 eröffnete die Centralbahn ihren ersten Abschnitt Basel – Liestal und in der Folgezeit begann man die Versäumnisse der vergangenen Jahre rasch aufzuholen: Die Nordostbahn des Zürcher «Eisenbahnkönigs» Alfred Escher eröffnete die Strecke Oerlikon – Winterthur – Romanshorn, die Compagnie de l’Ouest Suisse, älteste Vorgängerin der späteren grossen Jura-Simplon-Bahn, nahm auf dem Abschnitt Yverdon – Morges den Betrieb auf und mit der Bahnstrecke Wil – St. Gallen der Sankt Gallisch-Appenzellische Eisenbahn wurde der Grundstein für das spätere Netz der Vereinigten Schweizer-Bahnen gelegt. Fünf Jahre später hatte das Streckennetz bereits eine Länge von mehr als 1'000 km, es gab über Zürich – Olten – Herzogenbuchsee – Solothurn – Neuchâtel – Lausanne eine durchgehende Verbindung vom Bodensee bis nach Genf, an die auch Bern, Luzern, Chur, St. Gallen, Schaffhausen und Basel angeschlossen waren.
1857 fusionierten die Sankt Gallisch-Appenzellische Eisenbahn, die Schweizerische Südostbahn und die Glatthalbahn zu den Vereinigten Schweizer Bahnen. Die Sankt Gallisch-Appenzellische Eisenbahngesellschaft wurde 1852 von Karl von Etzel gegründet und umfasste die Linie von Winterthur zum Rorschacher Hafen.
Die Südostbahn bestand aus der Rheinlinie vom Rorschacher Bahnhof via Sargans nach Chur und der Linthline von Rapperswil – Sargans sowie der Glarnerlinie Weesen – Glarus. Die dritte Bahn, die Glatthalbahn, umfasste die Linie von Uster nach Wallisellen, zu der später die Strecke von Uster nach Rapperswil hinzukam.
Über den richtigen Weg der seit langem geplanten Alpenüberquerung wurde viele Jahre heftig gestritten. Erst nachdem Österreich (Semmering 1854, Brenner 1867) und Frankreich mit Italien (Mont Cenis 1871) ihre Alpenbahnen eröffnet hatten, fiel auch in der Schweiz eine Entscheidung und 1882 konnte nach Fertigstellung des 15 km langen Scheiteltunnels die Gotthardbahn ihren Betrieb aufnehmen.
Verstaatlichung und Gründung der Schweizerischen Bundesbahnen SBB In einem ersten Schritt war 1872 die Eisenbahn-Hoheit (z.B. Konzessions-Erteilung) von den Kantonen auf den Bund übertragen worden. Der Wettbewerb unter verschiedenen privaten Bahngesellschaften verhinderte eine koordinierte Gesamtentwicklung. Nach der Volksabstimmung vom 20. Februar 1898 (Bundesgesetz betreffend die Erwerbung und den Betrieb von Eisenbahnen für Rechnung des Bundes und die Organisation der Verwaltung der schweizerischen Bundesbahnen) übernahmen deshalb die neu gegründeten Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) ab 1902 zunächst die vier grossen Gesellschaften SCB, NOB, VSB und JS sowie einige kleinere Schweizer Privatbahnen. 1909 wurde auch die Gotthardbahn-Gesellschaft verstaatlicht. Schliesslich wurden folgende Privatbahnen in die SBB eingegliedert:
• Schweizerische Centralbahn (SCB) • Schweizerische Nordostbahn (NOB) inkl. Bodenseeflotte • Vereinigte Schweizerbahnen (VSB) • Jura-Simplon-Bahn (JS) inkl. Brünigbahn (ab 1903) • Gotthardbahn-Gesellschaft (GB) (ab 1909) • Jura neuchâtelois (JN) (ab 1913) • Tösstalbahn (TTB) inkl. Wald-Rüti-Bahn (ab 1918) • Seetalbahn (STB) (ab 1922) • Uerikon-Bauma-Bahn (UeBB) (ab 1948) Zweite Privatbahnwelle Die zweite Welle von Gründungen von Eisenbahngesellschaften begann in den 1880er Jahren und reicht bis in die 1920er Jahre, wobei es sich hier grösstenteils um Ergänzungen zum bestehenden Streckennetz handelte, die auf Initiative von Gemeinden und Kantonen zurückgehen und in erster Linie zur Feinerschliessung erbaut wurden. Darunter fallen auch die vielen Schmalspurbahnen und die Bergbahnen. 1871 hatte die Vitznau-Rigi-Bahn als erste Zahnradbahn der Schweiz ihren Betrieb aufgenommen und 1889 wurde die mit Steigungen von 48 Prozent bis heute steilste Zahnradbahn (Pilatusbahn) von Alpnachstad auf den Pilatus eröffnet.
Erste Elektrifizierung Die erste elektrische Bahn der Schweiz war die 1888 eröffnete Tramway Vevey - Montreux - Chillon (VMC), die ihre bis 1958 existierende 1'000 mm-Strecke mit Gleichstrom 500 Volt betrieb. Die erste mit Drehstrom 400 Volt 40 Hertz betriebene Bahn war die 1896 eröffnete Strassenbahn Lugano. Die seit 1898 mit Drehstrom 550 Volt 40 Hertz betriebene Gornergratbahn (GGB) ist die älteste elektrifizierte Zahnradbahn. Aber schon im Jahr zuvor waren die Weichen in eine andere Richtung gestellt worden: Bei Zürich wurde unter Leitung der Maschinenfabrik Oerlikon der Einphasenwechselstrom-Versuchsbetrieb Seebach–Wettingen zunächst mit 15 kV 50 Hz und dann weitere erfolgreiche Erprobungen mit 15 kV 15 Hz vorgenommen. 1912 fiel bei den SBB die Entscheidung für das heutige Wechselstrom-System mit 15 kV und 16 Hz.
Auch nach dem Zweiten Weltkrieg ging die Umstellung kontinuierlich weiter und wurde 1960 mit den letzten beiden Abschnitten Cadenazzo – Luino und Niederweningen – Oberglatt abgeschlossen. 1967 fuhr die letzte Dampftraktion der SBB. Das Netz der SBB ist heute, nachdem die kurze Güterstrecke Etzwilen – Singen (Hohentwiel) 2004 stillgelegt wurde, vollständig verdrahtet.
Neubaustrecken / Ausbaustrecken Im 20. und 21. Jahrhundert wurden kleinere und grössere Strecken-Ausbauten vorgenommen, wie bereits 1916 mit der Eröffnung des neuen Hauenstein-Basistunnels an der Strecke Olten – Basel. Die 1975 fertiggestellte Heitersbergstrecke zwischen Zürich – Aarau – Olten wurde als Teil der geplanten Neuen Haupttransversalen (NHT) vorgezogen gebaut. Das Grossprojekt für den Bau einer Hochgeschwindigkeitslinie scheiterte jedoch am Widerstand der Bevölkerung. Einige Teile der NHT wurden im Projekt Bahn 2000 verwirklicht.
Weitere Ausbauten des Schienennetzes waren unter anderen 1980 die Eröffnung des Flughafenbahnhofs von Zürich (erster vollständig unterirdischer Bahnhof der Schweiz), des Flughafenbahnhofs von Genf, der Bornlinie als Umfahrungen von Aarburg – Oftringen, Zollikofen (Grauholztunnel) und Pratteln (Adlertunnel, Projekt «Bahn 2000»). Mit dem Bau der Zürichberglinie und dem unterirdischen S-Bahnhof im Zürcher Hauptbahnhof als Kernstück der 1990 eröffneten S-Bahn Zürich, wurde ein wichtiger Schritt bei der Förderung des Agglomerationsverkehrs gemacht. Ende 2015 wurde die neue 9,6 km lange Durchmesserlinie Altstetten – Zürich HB – Oerlikon in Betrieb genommen. Durch die vier zusätzlichen Durchgangsgleise im Tiefbahnhof Löwenstrasse wird eine beachtliche Kapazitätssteigerung des Hauptbahnhofs Zürich erreicht.
Taktfahrplan In der Schweiz wurde der Taktfahrplan in den 1970ern zunächst bei den Vorortsbahnen eingeführt, wie beispielsweise bei der Vereinigten Bern-Worb-Bahn und der Solothurn-Zollikofen-Bern Bahn. Damals waren viele der Ansicht, dass ein landesweiter Taktfahrplan nicht durchführbar sei. Im März 1969 veröffentlichte der ETH-Bauingenieur Samuel Stähli einen 19-seitigen Bericht über die Grundfragen der Fahrplangestaltung, in dem er die Einführung empfahl. Die damaligen SBB-Fahrplanstrategen antworteten ihm mit dem Akronym «Agabu»: Alles ganz anders bei uns.
Am 23. Mai 1982 wurde in der ganzen Schweiz der Taktfahrplan eingeführt. Fortan hiess es: «jede Stunde ein Zug in jede Richtung». Dies führte zu einer Leistungssteigerung von 14 Prozent im Nahverkehr und 31 Prozent im Fernverkehr.
Bahn 2000 und S-Bahnnetze Die Schweiz setzt für die Zukunft der Bahn nicht auf den Bau neuer Schnellfahrstrecken. Unter dem Motto «Bahn 2000» wurde stattdessen ein Gesamtkonzept entwickelt, welches neben einer Verkürzung der Reisezeiten weitere Massnahmen zur Attraktivitäts-Verbesserung umfasst. «Bahn 2000» ist ausgerichtet auf die Ziele: häufiger - rascher - direkter - bequemer.
Kernstück des Konzepts ist die Schaffung eines Systems von Knotenbahnhöfen, zwischen denen die Fahrzeiten einschliesslich der Aufenthalte jeweils exakt eine Stunde betragen. Dadurch können nicht nur im Fernverkehr, sondern auch bei den Anschlüssen in der Region Zeitverluste beim Umsteigen wesentlich reduziert werden. Die Bahn 2000 nahm mit dem Fahrplanwechsel am 12. Dezember 2004 problemlos ihren Betrieb auf.
Neue Eisenbahn-Alpentransversale NEAT Die zentralen Bauwerke des NEAT-Projektes bilden die beiden grossen Basistunnel durch die Alpen. Der 38 Kilometer lange, vorwiegend einspurige Lötschberg-Basistunnel wurde bereits im Jahre 2007 in Betrieb genommen. Er kann allerdings neben dem CIS und den Intercity im Stundentakt zumindest tagsüber nur wenige Güterzüge aufnehmen.
Wesentlich leistungsfähiger ist der am 1. Juni 2016 eröffnete 57 Kilometer lange, doppelspurige Gotthard-Basistunnel. Durch die beiden Röhren dieses längsten Eisenbahntunnels der Welt fahren ab 2017 die Reisezüge mit 250 km/h.
In Verbindung mit dem ebenfalls bereits im Bau befindlichen, 15,4 Kilometer lange Ceneri-Basistunnel zwischen Bellinzona und Lugano ergibt sich dann die erste Flachbahn durch die Alpen, die nirgendwo eine grössere Steigung als 12,5 Promille hat, so dass alle Güterzüge durchgehend ohne zusätzliche Vorspann-, Schub- oder Zwischenlokomotiven verkehren können. Die NEAT ist ein wichtiger Teil der vom Schweizervolk mit der Annahme der Alpeninitiative geforderten Verlagerungspolitik. Diese sieht vor, dass möglichst viel alpenquerender Güterschwerverkehr von der Strasse auf die Eisenbahn verlagert werden muss.
Beim Stand von 2010 hat die Schweiz mit 5'035 Kilometern auf einer Fläche von 41'285 km², ebenso wie die Tschechische Republik und abgesehen von den Stadtstaaten Monaco und Vatikanstaat, das dichteste Eisenbahnnetz der Welt.
Die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur ist Teil der vom schweizerischen Bundesrat am 17. Oktober 2007 beschlossenen Botschaft zur «Gesamtschau FinöV». Auf Nachfrageprognosen beruhend, sieht ZEB einen Ausbau des Normalspurnetzes vor, der ein erweitertes nationales Verkehrsangebot für den Personenfern- und den Güterverkehr für den Planungshorizont 2030 ermöglicht. Die Erarbeitung erfolgte gemeinsam zwischen den Schweizerischen Bundesbahnen und dem Bundesamt für Verkehr