«За отлично усердную службу и труды, оказанные в сооружении дороги, а также в устройстве по сему пути Высочайшего проезда» император наградил 35 инженеров и двух архитекторов, а П. П. Мельникова и Н. О. Крафта – орденами Св. Анны 1 степени с императорской короной. Каждому из оберкондукторов было пожаловано по 100 рублей, кондукторам и кочегарам – по 10 рублей, машинистам – по 25 рублей. Вскоре Николай I повелел изготовить 8 резных дубовых буфетов для ресторанов самых крупных станций. Такой буфет был подарен Государем и станции Бологое (ныне он находится в Бологовском краеведческом музее).
Было пропущено несколько т.н. пробных поездов. Первый поезд состоял из паровоза, тендера и вагонов зеленого цвета по форме наподобие почтовых дилижансов. Кондукторы сидели на козлах впереди вагонов. Вагоны I и II классов были крытые, с сиденьями, багаж располагали на крышах. У вагонов III класса крыши не было, пассажиры сидели на открытой платформе, на скамейках. Искры от паровоза прожигали одежду, вещи. Ни уборных, ни умывальников, ни приборов отопления в пассажирских вагонах всех классов не имелось вплоть до 1866—1868 годов.
В ночь с 3 на 4 сентября 1851 года из-за отсутствия связи между станциями Клин и Давыдково произошло первое крушение: один из поездов из-за порчи моста был пущен по левому пути. На повороте в темноте он столкнулся с другим поездом, шедшим из Москвы, который сошел с рельс. В результате аварии погибли оба машиниста и помощник машиниста.
Официальное открытие железной дороги Петербург – Москва произошло 1 ноября (ст. ст.) 1851 года. В этот день из С.-Петербурга в Москву по дороге прошел «всенародный поезд». Поезд вышел из Петербурга в 11.45. В его составе было пять пассажирских вагонов и один багажный. В нем ехали 17 пассажиров I класса, 63 пассажира II класса и 112 пассажиров III класса. Поезд двигался со скоростью 37,5 верст в час и прибыл в Москву в 9 утра, затратив на дорогу 21 час 45 минут.
Первоначально по магистрали за сутки проходили 2 пассажирских и 4 товарных поездов в каждом направлении. Каждый пассажирский поезд состоял из паровоза с тендером, одного багажного, одного почтового и 5 вагонов с пассажирами. Товарные поезда – из 15 вагонов. Пассажирские поезда ходили со скоростью 40 км\час, а товарные 16 км\час.
На участке Петербург-Чудово первым заведующим движением поездов был инженер капитан Николай Ильич Миклуха (1818 – 1858). В 1849 году он возглавлял строительство участка В. Волочек-Тверь, на нем движение поездов было открыто 29 июня 1850 года. По его инициативе впервые в мировой практике устроили живую изгородь из елей для защиты пути от сильно досаждавших снежных заносов. На протяжении 52 км пути высадили на каждом километре по 4 тысячи елочек (до этого на сухопутном тракте Петербург – Москва применялись с этой целью срубленные ели).
Вспоминает один из активнейших строителей магистрали на участке Окуловка – р. Коломинец близ Бологое инженер В. А. Панаев: «Теперь расскажу о нашем житье-бытье на 6-м участке, вне служебных обязанностей во время постройки Николаевской дороги… Я с братом поселился в деревне Кузнецове вместе с начальником участка Семичевым… были еще товарищи: барон Черкасов, Шишков, жившие в других деревнях, и Миклуха, который был гораздо старше нас, уже женат и имел детей. Миклуха жил в верстах 20 от центра, то есть от Кузнецова и приезжал туда редко. Все же остальные офицеры с 6-го участка беспрерывно виделись друг с другом, жили дружно и составляли как бы единую семью».
Семья Н. И. Миклухи жила неподалеку в селе Яхыково – Рождественское, но на лето вся семья перебиралась поближе к стройке и жила в палатках. Именно здесь в июле 1846 года и родился второй сын у Николая Ильича и его жены Екатерины Семеновны – Николай Николаевич, будущий Миклухо – Маклай. Около 1846 года последовало распоряжение о закреплении кадров вдоль линии (строить, доводить объекты до «ума», эксплуатировать эти участки и др.). Однако Н. И. Миклуха был переведен в Петербург, где он стал первым начальником Московского вокзала. Умер от чахотки в 40 лет, в январе 1858 года.