Die ersten komplett schienengebundenen Transportmittel wurden bereits Anfang des 17. Jahrhunderts gebaut. Damals wurden Holzwaggons in Bergwerken dazu benutzt, um schwere Rohstoffe an die Oberfläche und schließlich zu den Binnenschiffen zu befördern. Über die Jahre hinweg wurde dieses System stets verbessert und ausgeweitet. Der richtige Aufschwung erfolgte aber erst im 19. Jahrhundert, als die industrielle Revolution in voller Fahrt war. Der Bedarf an Rohstoffen stieg rasant und Pferdekutschen erreichten schnell ihre Kapazitätslimits. Es musste also ein neues, leistungsstärkeres Verkehrsmittel her. An diesem Punkt kommt George Stephenson ins Spiel. Er wuchs im Norden Englands in einer armen Familie auf und musste bereits mit 14 Jahren in einer Kohlegrube arbeiten. Als sein Vater bei einem Unfall mit einer Dampfmaschine erblindete, befasste George sich intensiver mit diesen Geräten. 1814 entwickelte er seine erste Dampflokomotive, zwar war sie nicht die erste Lokomotive überhaupt, aber definitiv die erste industriell brauchbare. Unter seiner Leitung wurde 1825 die erste Eisenbahnstrecke der Welt eröffnet. Kurze Zeit darauf schwappte das Eisenbahnfieber in den Rest der Welt – 1836 auch nach Kanada.

In der Anfangszeit blieb England die treibende Kraft des Eisenbahnverkehrs. Mit dem Fachwissen englischer Ingenieure bildeten sich in den USA und Kanada die ersten Eisenbahngesellschaften. Darunter auch die Grand Trunk Railway Company of Canada, die am 10. November 1852 gegründet wurde. Zuerst sollte eine Bahnstrecke zwischen Montreal und Toronto gebaut werden, schnell wurde diese aber in beide Richtungen ausgeweitet. Fortlaufend baute man weitere Strecken im Osten Kanadas und im Norden der USA, sodass man bereits im Jahr 1867 mit 2.000 km Streckenlänge das größte Eisenbahnsystem der damaligen Welt betrieb. Als sich in diesem Jahr die Kolonien vereinigten, wurde man, als führende kanadische Eisenbahngesellschaft, gebeten eine Strecke zur Pazifikküste zu bauen. Da man dies allerdings ablehnte, sah sich die Regierung Kanadas dazu gezwungen, die Canadian Pacific Railway zu gründen und die Strecke selbst zu bauen. Anfang des 20. Jahrhunderts wollte GTR allerdings auch ein transkontinentales Streckennetz betreiben und musste somit doch mit der Regierung zusammenarbeiten. Als der Präsident der Eisenbahngesellschaft Charles M. Hays auf der Jungfernfahrt der Titanic verstarb, verschlechterte sich die Verwaltung der GTR. Und die Baukosten der neuen Bahnstrecke sorgten schließlich für den Bankrott der Gesellschaft.

Die Regierung Kanadas gründete am 20. Dezember 1918 die Canadian National Railways, um zu verhindern, dass die Transportverbindungen in Kanada, durch den Konkurs mehrerer Eisenbahngesellschaften, zusammenbrechen würden. Bis 1923 übernahm man einige Bahnbetriebe, darunter auch die Grand Trunk Railway und vereinte sie unter einem neuen staatlichen Deckmantel. Bis in die 1980er-Jahre liefen die Geschäfte eher schlecht als recht. Das lag zumeist daran, dass im Unternehmen politische und nicht wirtschaftliche Entscheidungen getroffen wurden. Mit der Rekapitalisierung im Jahr 1978 begann die Neuausrichtung der Canadian National. Im Jahr 1995 folgte der komplette Börsengang. Seitdem ist man hauptsächlich in den folgenden Geschäftsbereichen tätig: Rail (Transportgeschäft mit 32.000 km Streckennetz – vom Pazifik, zum Atlantik, und zum Golf von Mexiko), Intermodal (Containergeschäft auf Schiene, Straße und Wasser), Trucking (LKW-Speditionsgeschäft), Supply Chain Services (Logistikdienstleistungen) und Business Development (Zusammenarbeit mit Kunden bei der Planung um Umsetzung neuer Standorte).