В город Харьков 3 июня 1869 года прибыл первый поезд, проехавший по Курско-Харьково-Азовской железной дороге. Состав состоял из нескольких вагонов и особой платформы. Поезд встречали в Дергачах губернатор, местные власти и жители города.
Железная дорога была построена за год. Строительство велось одновременно на всем протяжении будущей магистрали. В то же время шло возведение паровозных сараев, станций, телеграфной линии и других объектов. Регулярное движение по этому направлению было открыто в июле 1869 года.