Aleksandr von Pahlen przedłożył Radzie Ministrów projekt drogi o długości 377 wiorst i uzyskał jego akceptację. Pierwsze zebranie towarzystwa odbyło się . Podpisano umowę z bankierem E. M. Meyerem, który przejął wszystkie koszty. W grudniu tego samego roku zamówiono pierwszy tabor: 16 pasażerskich, 10 bagażowych, 834 wagonów towarowych.
Realizacja i otwarcie Prace ziemne pod przewodnictwem R. V. Stengla rozpoczęły się w maju 1869 r. Wzięło w nich udział 7000 kopaczy. Ponad 1000 stolarzy i murarzy było zaangażowanych w prace konstrukcyjne związane z wznoszeniem budynków stacji. Do dostarczania materiałów wykorzystano 150 000 wagonów. 80% z 6018 osób pracujących na terenie Estonii przybyło z innych guberni Imperium. Dzięki zastosowaniu imponujących sił i środków, do czasu wstrzymania budowy na sezon zimowy na początku listopada tego samego roku, prawie wszystkie roboty ziemne zostały ukończone.
We wrześniu 1870 r. budowa została ukończona. Ułożono 416 km torów, zbudowano 151 mostów oraz 21 stacji, pomiędzy którymi poprowadzono linię telegraficzną (wzdłuż torów). 24 października (5 listopada 1870 r.) linia została otwarta dla ruchu.
5 listopada (17) na stacji w Narwie odbyło się uroczyste otwarcie nowej linii kolejowej, na którą wysłano dwa pociągi – z Petersburga i Rewla (Tallinna).