天坛火车站只用了两年
1900年庚子之变，八国联军攻占北京城。英国军队以天坛作为自己的大本营。为了方便军用物资和士兵的运输，英军决定弃用已经被焚毁的马家堡车站，而将铁路继续往东北方向延伸，并在永定门城楼下凿开了城楼西侧的城墙，以方便火车的来往。这条铁路一直修到了皇帝祭天的天坛墙根底下，并以祈谷坛门（今天坛公园西门）作为列车的终点站。车站本身比较简陋，但这座车站在当时可谓是给人们带来了极大的冲击：这是第一次有人凿开了明代修筑的城墙，英国军队无视中国古代的礼制第一次将铁路修到了神圣的坛墙之下。
这也引起了清政府的极大不满，清政府和英国人展开了多次交涉。清政府认为将车站修在坛墙之下，并且将皇帝专用的祭坛大门改成车站实在是有失体统，要求他们重新选址。后来，英国人觉得从天坛到使馆区东交民巷实在是太远，下了火车还得坐驴车，太折腾。于是，他们干脆就把新的火车站选在了今天的正阳门城楼东南侧，并着手兴建正阳门东车站。天坛火车站存在了大概两年时间。
英国人之所以又在正阳门修火车站，理由很简单：下了火车穿过城门右转就是使馆区，非常便利。这条铁路在修建时，他们没有选择直接将铁路从天坛向北延伸至前门，毕竟要穿过北京城最为核心的商业地带，建设过程中会涉及到大量的拆迁工作，开销巨大。因此，英国人最终确定的线路是，铁路从马家堡延伸出来，不再穿行永定门，而是沿着外城城墙向东从今天玉蜓桥东北角这个位置进城，经东南角楼最终到达正阳门东侧。
与这项工程同时展开的还有一条支线的建设，即将这条铁路向东延伸至通州，可见通州与北京城区的轨道联系，在若干年前，就受到重视。当然，这也与通州作为漕运码头的位置有关。从此，京城和通州之间除了朝阳门到通州的石板路和通惠河的水路之外，又多了一条铁路。
此后，以正阳门东侧的火车站为起点，又先后修建了京奉铁路（北京至沈阳）和北京城环城铁路，同时车站的建成也带动了前门外地区商业的发展。1903年，英国人主持兴建了西洋风格十足的车站站房，这座站房刚好建立在古老的城墙边上，成为了北京城内的一道别样的风景线。直到1959年新的北京火车站建成以前，这座车站都是北京城最大的客运火车站，很多重大的历史事件都曾先后在这里上演。
