1914 年，第一次世界大战爆发了。这是一场帝国主义国有之间的狗咬狗 的战争。每个参战国都想从对方掘取土地、资源、财富。

1917 年，十月革命的一声炮响，一个崭新的社会主义国家诞生了。帝国 主义各国对这个新生儿感到无比的恐惧，他们联合起来要把这个红色的政权 扼死在摇篮里。他们对苏维埃实行武装干涉，不承认新的政权，瓜分帝俄在 殖民地的工厂、铁路、矿山等。帝俄在中国修筑的铁路也成了瓜分的对象。 于是，他们阴谋组成特别委员会监管西伯利亚铁路及中东铁路。监管中东铁 路又涉及中国的主权，因中东铁路原属中、俄合办的，因此北洋政府，也参 加了这个委员会。
监管铁路一定要涉及到技术问题，因此该会又设立了“技术部”。“技术部由出兵西伯利亚各国的铁路专家组织之，以便管理该区域内各铁路之技术经济事宜。”
北洋政府便派詹天佑去参加协约国的会议，并任他为该委员会技术部的中国代表。詹天佑极不愿意参加这一次帝国主义的分赃会议。他知道自己不善于办外交，再加上健康情况很差，当时他曾向北洋政府的交通总长推辞过。
但因总长不同意，又加上无其他合适人选，不得已，詹天佑还是去参加了会议。
在海参崴和哈尔滨的会议上，詹天佑为了维护国家主权的完整，竭尽心力和那些狡黠的帝国主义国家的代表作斗争。他坚决反对由所谓“协约国委员会”来监管中东铁路，他说，中东铁路原系中、俄两国合办，而中国又是大战的参战国之一，并有保持该路秩序的能力，所以中东铁路应归中国管理，但是由于各帝国主义国家的反对，和北洋军阀的腐败无能，他虽尽了最大的努力，仅仅得到中东路得以雇用中国工程师的一项权利。
在海参崴和哈尔滨连续开会两个多月，詹天佑终日看资料，做方案，写发言稿，由于过度疲劳，又加上气候严寒饮食不调，他的身体消瘦得很厉害。
同时又常常失眠，有时整夜不能入睡。后来，他患了严重的阿米巴性痢疾，且病情日趋严重。他决定回汉口医治和疗养。

民国 8 年（1919 年）4 月 15 日，他离开哈尔滨，于 20 日到汉口，当湘 鄂路局和汉粤川总公所的同仁到车站接他的时候，几乎不认识他了。他瘦得 厉害，同时精神颓靡，说话声音很小，大家问候说：“你辛苦了。”他说： “只是身体支持不了。”他和大家作了极简短的寒暄后，就回家休息了。第 二天，他的老友吴希曾和詹宅联系，才知道他当晚就进了仁济医院。原来他 在上年秋天曾患一次很严重的赤痢，体力大亏，这次的病情主要是身体衰弱 痢疾复发。

23 日晚，詹天佑病情加剧，语不成声，要用手在被上写字示意，当时只 有他的次子詹文琮和他的老友吴希曾陪伴他。詹天佑自知病势严重，就费力 地口述了他临死还关心的几件事，由文琮笔录，作为他的遗嘱，上书给北洋 政府总统。
“‘中华工程师学会’，被举廖充会长，……窃谓工程学会影响于中华实业至要且宏，兴国阜民，悉基于此。将来仍恳钧座不弃菲葑，眷怀葵藿，俾有以振奋而发扬之。管理俄路一役代表之职，亟宜慎选通才。其甄用技术人员，尤应精求上驷，并设法优加鼓励，以期与协约国各员骖靳而镳扬，庶足外扬国光，内吐口实。其详细理由，天佑已呈之交通部，钧座倘采及刍荛，实于东事裨益匪细。汉粤川路事，往年曾有就款计工之陈，盖来款既艰，不得不先脚踏实地之策，所幸武昌长沙一路，业已通道开车，得寸得尺，惟力是视。第稀郴以上，限于款涸，猝难企图，近者银行困之英、法、美之国，要求取消德人权利，允再接济工需，正宜乘此机会，建定计划，以促进行。
否则中道而止。坐视大利之抛荒，绾毂中枢，终成隔绝，商政国计，均非所宜，尚冀钧座加意垂注。天佑毕生致力于工学，仅就本职之范围而言。以上之端，钧座倘赐之采纳，得尽天佑未了之血忱，则天佑虽死之日，犹生之年。……所有天佑现管督办汉粤川铁路事宜及交通部技监员缺，应请饬部遴员呈请接替……。” 24 日清晨，詹天佑的病势加剧，哮喘流汗，气息微弱，医生多方诊治无效。24 日下午三时半，杰出的铁道工程师——詹天佑与世长辞。享年仅 59 岁。

詹天佑的一生与中国铁路事业相连。凡经他筹划的铁路，如沪嘉、洛潼、津芦、锦州、萍醴、新易、潮汕、粤汉、京张等线，无不成绩灿然。其中京张铁路工程，不仅被当时欧美工程师视为奇迹，就是现在也还是世界上有名的铁路工程之一。他为我国的铁路史写下了光辉的一页，他将永远留在人民心中。