- А ежели так, то нет денежной жертвы, которую Россия не могла бы принести с выгодою и пользою в будущем, чтобы достигнуть таких результатов… Я намерен поручить приведение в исполнение этого гигантского сооружения Вам, и прошу Вас сказать, чувствуете ли Вы себя в силах начать и благополучно довести это дело до конца?
Мельников согласился. Несмотря на несогласии почти всех министров, первого февраля 1842 года царь подписал Указ о строительстве Петербург-Московской железной дороги. Управление строительством было поручено графу П.А.Клейнмихелю, но он переложил все заботы на Мельникова. Однако когда строительство было завершено, 1851 году Клейнмихель получил высший орден империи, а Мельников с Крафтом - скромные ордена Святой Анны.
Известен такой случай, в котором раскрывается одна из основных черт талантливого инженера-строителя - научный подход к решению проблемы.
Большинство членов комитета по постройке Петербургско-Московской железной дороги намечало продолжить магистраль через Новгород. Когда Мельникова спросили, какого он мнения о направлении дороги, он высказался так: "Дорога должна соединить две весьма населенные столицы; все движение, как грузовое, так и пассажирское, будет сквозное. В непродолжительном времени должны примкнуть к Москве другие дороги со всех концов России; таким образом, сквозное движение между Петербургом и Москвой разовьется в несколько десятков раз против настоящего. Было бы большою ошибкою и неисчислимою потерею в общегосударственной экономии обречь дальнейшие поколения на уплату 80-ти с лишним верст, в продолжение целого века или больше, пока прямой расчет не вынудил бы строить другую, более кратчайшую дорогу от Петербурга до Москвы".
В 1862 году П.П.Мельникова назначают главным управляющим путей сообщением, а в 1869 году он подает в отставку и переезжает в Любань на постоянное место жительства. Здесь он начинает писать "Сведения о русских железных дорогах" в 4-х частях. Копия первой части без подписи автора хранится в Центральном Государственном историческом архиве России. Судьба остальных, к сожалению, не известна.
В Любани Павел Петрович занимается не только научной работой, но и благотворительной деятельностью. Чтобы имя строителей железной дороги осталось в памяти потомков, министр путей сообщений Павел Петрович Мельников вынес на коллегию МПС предложение о строительстве железнодорожной церкви. Предложение было поддержано. Строилась церковь по проекту Тона, это сооружение типично для Тоновской архитектуры. Постройка велась на добровольные пожертвования, большую часть которых вложил П.Мельников. Позже уйдя в отставку с должности министра и поселившись в Любани, Мельников подарил церкви иконостас. Имя его осталось на памятной доске, которая была установлена в церкви, где есть имена всех значительных строителей магистрали- всего 79 человек. В 1867 году в Любани возвели изящную каменную церковь святых Петра и Павла. На средства П.П.Мельникова были построены школа для детей железнодорожных рабочих, богадельня для старух и приют для сирот. Все свои сбережения Павел Петрович завещал Комитету благотворительных заведений в Любани на их содержание.Семьи у Павла Петровича не было. Всю свою заботу, нежность, привязанность он сосредоточил на племяннице, дочери брата Алексея, Варваре Мельниковой. Мужем Варвары стал сын А.С.Пушкина Григорий.
В 1880 году Павел Петрович Мельников ушел из жизни. Павел Петрович Мельников был похоронен под алтарем им построенной церкви, вблизи железнодорожной станции.
У любанского железнодорожного вокзала в 1955 году установлен бронзовый памятник - бюст П. П. Мельникова работы скульптора Б. И. Епифанова.

На постаменте начертаны слова: "Мельников Павел Петрович. 1804-1880. Автор проекта и строитель Петербургско-Московской (Октябрьской) железной дороги, основоположник отечественной железнодорожной науки".
Останки П. П. Мельникова были перенесены к памятнику. Одна из магистралей Любани получила наименование- проспект имени Мельникова.
Сохранился рассказ Константина Ивановича Смирнова, очевидца его похорон. Вот что он рассказал: "Я хранил Павла Петровича и хорошо помню этот день. Мне было тогда 11 лет. В тот солнечный летний день в Любань пришел из Санкт - Петербурга пришел специальный поезд, на котором прибыли на похороны провожающие, среди которых было множество генералов и высших чиновников министерства путей сообщения и других ведомств. На похороны собралась вся Любань, где не только уважали и чтили знаменитого генерала - строителя и отставного министра путей сообщения, но и искренне любили. Похоронная процессия растянулась на полверсты по дороге от дома Мельникова, стоящего на горе за рекой Тигодой, по направлению к церкви у железнодорожного вокзала. По сторонам дороги стояла масса народа, пришедшего даже из соседних деревень поклониться покойному генералу. Очень многим людям он делал добро: школа для детей рядовых железнодорожников, дом для престарелых женщин, приют для детей сирот были построены в Любани и содержались на средства Мельникова. Впереди процессии несколько человек несли подносы с серебряной и медной мелочью и кидали пригоршни монет на дорогу, где толпы ребятишек их сейчас же подхватывали. Далее военные несли много венков, за ними шли старшие офицеры и генералы, которые держали на руках гроб с телом покойного. За ними ехал катафалк, запряженный четверкой лошадей. А дальше шли сначала высшие чины (генералитет) с лентами через плечо и множеством орденов, многие из них были с дамами в трауре; потом следовали гражданские чины, военные средних и младших званий и масса простого народа. Позади следовал духовой оркестр, игравший траурный марш". В церкви при большой стечении народа была совершена заупокойная служба, после которой гроб с телом был предан земле под алтарем церкви. Вскоре на месте захоронения была положена мраморная плита с надписью: Павел Петрович Мельников 1804- 1880.