20 июня 1872 года состоялось торжественное открытие Ярославско-Вологодской железной дороги. Первый поезд со 112 пассажирами отправился в Ярославль в 6.00, а в 18.00 в тот же день вернулся обратно в Вологду. На нем приехали главный акционер общества Московско-Ярославско-Архангельской железной дороги Савва Мамонтов, главный инженер Федор Чижов и строители. Савва Мамонтов выступил с речью, где выразил надежду на то, что железная дорога не останется без должного грузопотока и принесет немалые доходы.
Железная дорога связала Вологду со всей сетью железных дорог России, а также соединила Волгу с Северодвинским бассейном и Мариинской водной системой.
По новой дороге Ярославль – Вологда ежедневно ходило два поезда: почтовый № 3/4 и товаропассажирский № 5/6. Первоначально пассажиры, доехав до Ярославля, переправлялись пароходом с левого на правый берег Волги, поскольку мост через реку был построен только в 1913 году, а там пересаживались в поезд Ярославль – Москва.
Вологодский железнодорожный узел сегодня является самым грузонапряженным на Северной железной дороге. В сутки здесь проходит около 200 грузовых и пассажирских поездов. Через него следуют основные грузопотоки страны в направлениях «север – юг» и «восток – запад», он имеет важнейшее значение для сети ОАО «РЖД».