W 1852 r. objął funkcję zastępcy dyrektora budowy Kolei Warszawsko-Petersburskiej i wyjechał za granicę w celu zapoznania się z nowymi technologiami i sposobami budowy mostów żelaznych, które zamierzano zbudować na trasie nowo budowanej linii. Odwiedził Anglię, Niemcy, Austrię i Belgię. Wkrótce też wykorzystał zdobytą wiedzę, budując na rzece Łudze w latach 1853–1857 pierwszy most kratowy o rozpiętości przęseł 55 metrów.
W latach 1856–1859 uczestniczył w budowie kolei żelaznej Petersburg – Peterhof z odnogą do Carskiego Sioła.
W 1859 r. rozpoczęto budowę stałego mostu żelaznego na Wiśle w Warszawie (budowa stałego mostu została uchwalona jeszcze przez Sejm Czteroletni). Stanisław Kierbedź został zastępcą do spraw technicznych naczelnika Zarządu Budowy Mostu Stałego generała-adiutanta hrabiego Paula von Kotzebue. Most został ukończony w 1864 i oficjalnie nadano mu nazwę „Most Aleksandryjski”, ale powszechnie był zwany Mostem Kierbedzia. Podczas budowy filary budowli posadowione były z zastosowaniem nowatorskiej na ówczesne czasy techniki kesonów.
W 1863 r. Kierbedź został odwołany do Petersburga na stanowisko członka Rady Ministerstwa Komunikacji, a 9 lat później został prezesem budowy portów w Kronsztadzie i Petersburgu.