Władze carskie zastrzegły sobie nadzór nad budową linii i kontrolę prac. Nadzór z ramienia rządu powierzono inżynierowi Lipinowi. Podobnie na naczelnego inżyniera budowy władze pragnęły narzucić własnego kandydata, na co nie godziło się Towarzystwo. Ostatecznie osiągnięto kompromis. Kierownikiem budowy został Rosjanin – inż. B.N. Kazin, a jego zastępcą kandydat Towarzystwa – inż. Józef Prüffer.
Budowa Biuro budowy mieściło się w pałacu finansisty i zarazem prezesa Rady Zarządzającej Towarzystwa, barona Leopolda Kronenberga juniora przy placu Ewangelickim (dzisiejszy plac Małachowskiego). W kwietniu 1900 powołano komisję budowy linii.
Plan zakładał przebieg linii wzdłuż drogi Warszawa – Łódź – Łódź – Kalisz – Skalmierzyce (łącznie 247 wiorst). Po odmowie władz pruskich połączenia linii z siecią pruską, trasę skrócono do Kalisza (236 wiorst), z czego 80% to nasypy a 20% przekopy. Łącznie ze wszystkimi bocznicami i liniami stacyjnymi długość linii wzrastała do 324 wiorst. Projektując linię przyjęto zasadę, że przecinając inne koleje i główne trakty drogowe linia przechodziła nad nimi. Celem było zagwarantowanie bezpieczeństwa komunikacji. Ogółem wybudowano między Warszawą a Kaliszem 173 mosty, 17 przejazdów i wiaduktów, jeden tunel oraz 11 stacji kolejowych.