14 czerwca 1845 roku ukończono odcinek do Grodziska Mazowieckiego i wówczas otwarto kolej do użytku. 15 października 1845 roku tory doprowadzono do Skierniewic i Łowicza, 1 grudnia 1846 – udostępniono publicznie odcinek do Częstochowy, a 1 kwietnia 1848 otwarto odcinek do granicy w Maczkach (dziś dzielnica Sosnowca). Cała linia miała długość 327,6 km i posiadała 27 stacji, a więc była to najdłuższa jednorazowo budowana linia w Europie. Była to też pierwsza linia kolejowa na ziemiach Królestwa Polskiego, a zarazem druga linia kolejowa w całym Imperium Rosyjskim (w skład którego wchodziły ziemie zaboru rosyjskiego) po zbudowanym wcześniej krótkim odcinku Kolei Carskosielskiej (27 km). Jako wyjątek wśród kolei na obszarze Cesarstwa Rosyjskiego miała ona szerokość toru 1435 mm (przyjętą za standard w większości państw Europy i na współczesnych kolejach polskich) zamiast przyjętej od 1843 w Rosji szerokości 1524 mm.
W pierwszym roku funkcjonowania kolei (w 1845) przewieziono 143 600 pasażerów i 143 300 cetnarów towarów. Tabor kolejowy wówczas składał się z 8 lokomotyw parowych (opalanych drewnem), 58 wagonów osobowych i 62 towarowych.