Увеличение объема перевозок и строительство новых линий потребовали в 1900–1914 гг. проведения значительных работ по развитию железнодорожных узлов и сооружению сортировочных станций. К первым горочным сортировочным станциям (Ртищево – 1899 г. и Кочетовка – 1901 г.) в 1908–1910 гг. добавились станции в Московском узле (Лосиноостровская, Люблино, Ховрино, Перово и др.). В эти же годы в Московском узле была построена Окружная железная дорога, сооружены путепроводные развязки в Петербургском, Харьковском и других крупных узлах. Несмотря на это, пропускная способность многих узловых пунктов сети оставалась недостаточной.
Важным средством повышения пропускной способности железных дорог были организационно-технические мероприятия – в частности, рациональное распределение сортировочной работы между станциями, совершенствование технологии станционной работы, улучшение графиков движения поездов. Практические потребности в усилении провозоспособности железных дорог послужили важным стимулом к разработке теории графика движения поездов и расчета пропускной способности перегонов и станций.
В 1909 г. вышел в свет капитальный научный труд В.Н. Щегловитова «Теория графика движения поездов». И.И. Васильевым были разработаны основы теории маневровой работы и специализации поездов. Большое научное и практическое значение имели труды А.Н. Фролова («Опыт расчета узловых станций», 1902), В.Н. Образцова («К вопросу о проектировании станций и их расчете», 1905), Е.А. Гибшмана («Расчет стрелочных переводов», 1905), Г.Д. Дубелира («Проектирование сортировочных горок», 1910), С.Д. Карейши («Курс железных дорог», 1912). Научные обобщения, сделанные этими учеными и инженерами, легли в основу науки о станциях и узлах, о проектировании и расчете их обустройства, размещении на сети.
Общие воззрения на проблему размещения сортировочных станций на сети только еще зарождались. Они не были в те годы научной теорией и, тем более, действенной теорией, которую применяли бы на практике. Первые теоретические высказывания специально по вопросу о размещении на сети распределительных станций относятся к 1908 г., когда в журнале «Железнодорожное дело» появилась статья В.Н. Образцова, где автор предостерегал от ошибок, допущенных при формировании сети Европейской части России. Общие недостатки в размещении станций отмечались и раньше: о них говорилось в трудах Ф.А. Галицинского, а еще раньше – в заключение комиссии Э.Г. Баранова (1876 г.). Однако устранение этих недостатков началось лишь после 1917 г.
Героической страницей в историю Российских железных дорог вошла организация перевозок на Дальневосточный театр военных действий во время Русско-японской войны (1904–1905 гг.).
Русско-японская война началась 26 января 1904 г., когда японская эскадра под командованием