1861年4月26日，詹天佑出生在广东省广州府南海县一个平民家庭中。
19世纪70年代，在容闳的极力促进下，第一批留美幼童从上海出发，开启他们的留学之旅。在这群身穿缎袍、拖着长辫的孩子中，就有日后成长为中国铁路工程先驱的詹天佑。
最初，詹天佑父母对留美一事存疑，但詹父好友谭伯邨十分赞成此事。为打消詹天佑父母的疑虑，谭伯邨甚至承诺，只要天佑出国学习，就把女儿谭菊珍许配给他。詹天佑父母被谭伯邨打动，决定送子留洋。
1873年，詹天佑入读美国康涅狄格州威士哈芬（West Haven）小学。五年后，詹天佑考入耶鲁大学谢菲尔德（Sheffield）理工学院土木工程系并专习铁路工程。由于成绩优异，詹天佑在一、三年级都获得了数学奖学金。
1881年，詹天佑从耶鲁大学毕业，成为当年归国的105名留美学生中仅有的两位学士学位获得者之一。除了钻研课业，詹天佑还热爱游泳、滑冰、打球等各类体育活动，甚至还是中华棒球队的队员。
毕业后，詹天佑本想留下继续深造，但由于清廷下令提前撤退留学生，只好作罢。回国后，詹天佑先去了福州船政局后学堂学习，后又去了广东博学馆任教。后来，还是在老同学邝孙谋的介绍下，詹天佑才得以回归老本行，到天津中国铁路公司任帮工程师。
詹天佑耶鲁大学毕业照（第四排左三）
说起詹天佑，大家总会提起京张铁路。其实在更早前，詹天佑就已名声大震。
1892年，关内外铁路工程进行到滦河大桥，但不论是英国人，还是日本人、德国人，都无法造桥成功。最后，滦河大桥这个烫手山芋，交到了詹天佑手上。
詹天佑对滦河底的地质土壤进行了周密测量，又详细分析了各国失败的原因，决定使用压气沉箱法修建滦河铁桥桥墩，最终成功建成滦河大桥，大涨中国人志气。
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