Будівництво Турксибу було вирішено розпочати з двох сторін: 15 липня 1927 року пролягли перші рейки з півночі, від міста Семипалатинська, і 2 листопада 1927 року почалося укладання рейок з півдня – від станції Лугова. На будівництві дороги працювало близько 50 тисяч людей.
Будівництво Турксиба, яка проходила з грудня 1926 року по січень 1931 року, залучила майже 50 тисяч робітників і коштувала понад 161 мільйон рублів.
У проектуванні та будівництві Турксибу прийняв активне участь перший казахський інженер-шляховик Мухамеджан Тинишпаєв – громадський діяч, депутат Другої Державної Думи Росії, Прем'єр-міністр Туркестанської автономії та учасник руху Алаш Орда.
Так в один ряд було поставлено дві найбільші забудови першої п'ятирічки Турксиб та Дніпрогес. Головною метою будівництва нової залізничної магістралі було забезпечення коротшого транспортного зв'язку Сибіру із Середньою Азією. Це дозволяло покращити постачання середньоазіатських республік сибірським хлібом.