La plus part des travailleurs étaient des chinois. Le 26 avril 1864, le Central Pacific ouvrit 29 km de voie jusqu'à Roseville, où il se connectait avec le California Central Rail Road, reliant Folsom à Lincoln. Le 3 juin 1864, le CP exploitait la ligne Sacramento / Newcastle. Après le vote de l'amendement pour le Pacific Railroad Act, la compagnie prit le nom de "Central Pacific Railroad of California" le 8 octobre 1864. Auburn fut atteint le 13 mai 1865, et Colfax le 1er septembre. Le CPRR ouvrit 147 km de voie pour joindre Cisco le 3 décembre 1866, puis 168 km dans la Sierra Nevada au 1er décembre 1868. La progression du CPRR s'accéléra pour culminer et battre un record absolu le 28 avril 1869 avec 16 km de voie posées en 1 jour. Le 10 mai 1869, le CPRR et l'UP se connectèrent à Promontory Summit dans l'Utah, et le 15 mai le premier train transcontinental arriva à Sacramento. Ainsi fut constitué l'"Overland Route" entre Omaha, Nebraska et la baie de San Francisco. La liaison Atlantique / Pacifique pouvait désormais se faire en 8 jours au lieu de plusieurs mois par bateau. Le 8 novembre 1869, le Western Pacific Railroad (1862-1870) et le San Francisco Bay Railroad, deux filiales du CPRR, achevèrent la route en reliant Sacramento à Oakland.
Le Central Pacific fut un des chemin de fer les plus portés à l'écran dans les premiers films hollywoodiens.