Sahhalini raudtee lugu on keeruline, sest ilmneb, et raudteedevõrku pole sinna rajanud mitte Venemaa, vaid jaapanlased. Kui 1904-1905 aasta Vene-Jaapani sõda sai lahenduse, jagati saar teatavasti uuesti Venemaa ja Jaapani vahel, kusjuures lõunapoolne osa saarest kuulus Jaapanile ja juba 1911. aastal rajati sinna esimene 42,5 kilomeetri pikkune 600 mm rööpmelaiusega raudtee (võrdluseks, sama lai oli ka Saaremaa raudtee Eestis 1918. aastal). Hiljem aga ehitati Sahhalini raudtee ümber Jaapanis (tänaseni) üldkehtivaks 1067 mm raudteeks.

1944. aastaks oli Sahhalini lõunaosa kattev raudteedevõrk kasvanud juba kokku 700-kilomeetriseks ja kui Punaarmee kogu saare 1945. aastal NSV Liidule vallutas, ei peetud Moskvas vajalikuks sealset rööpmelaiust muuta, selle asemel toodi mandrilt saarele uut veeremit ja hakati raudteedevõrku Sahhalinil veelgi pikendama, 1992. aastaks kokku 1072 kilomeetrini.

Võrdluseks, Sahhalin on pindalalt poolteist Eestit, meil on praegu raudteede kogupikkuseks 1229 kilomeetrit, Eestist veelgi väiksemas Šveitsis aga üle 3000 kilomeetri. Kuid Sahhalin on ju saar, millel otseühendus mandriga puudub.

Sahhalini raudtee on osa Venemaa Kaug-Ida raudteest, aga ühendada neid ei anna.

Transpordiühendusi Sahhalinile on Venemaal kaalutud juba Stalini ajast peale, mil nähti ette 40 km pikkuse tunneli või silla rajamist mandrilt Sahhalinile. Selle rajamise kuulutas Nõukogude riigi juht Jossif Stalin ise välja 1950. aastal, paraku pole tänaseni ei tunnelit ei silda. Ühest küljest algas segadus sellest, et raudteetunneli saarele pidi rajama siseministeerium (Sahhalin oli olnud Venemaa vangilaagrite asukohaks juba 19. sajandist alates), teisalt pandi pärast Stalini surma tunnelikavad üldse kalevi alla.

Tänasel päeval on laual hoopis ideed ehitada (pigem jaapanlaste rahaga) 45 kilomeetrine raudteetunnel Hokkaido ja Sahhalini vahele, mis ehk teeniks Sahhalini turismindust, aga selgelt ei täida Venemaa vajadust omale kuuluva saarega püsiühendust rajada.

Samas on selge, et Moskva ei suuda lõpmatult Sahhalini teistsugust raudteed taluda. (Näiteks Eestis pandi kõik kitsarööpmelised liinid kinni juba 1975. aastaks.) Sahhalini raudteedevõrgu üles võtmine siiski ka plaani ei mahu.

Juba 2003. aastal algas pihta Sahhalini üleminek nn Vene rööpmelaiusele - 1520 mm (mis kehtib siiani Soomes, Mongoolias, endistes NSV Liidu osades, nagu ka Eestis). Tööd nägid välja küll kolmanda lisarööpme paigaldamisena, ehk uuel Sahhalini raudteel saavad liikuda nii senised kitsarööpmelised, kui ka mujalt Venemaalt toodud laiarööpmelised rongid. Enne, kui tööd uuesti seiskusid, oli kolmerööpmeliseks tehtud juba 592 kilomeetrit kokku 834 kilomeetrist.

Ehitustööd Sahhalinil on võimalikud vaid kolmel kuul aastast, 2017. aasta suve järel peaks laiarööpmelised rongid pääsema sõitma kogu 630 km Holmsk-Arsentjevka-Nogliki liinil, 2018. aasta tööde järel ka 157 km Arsentjevka-Korsakovi liinil.