建国以来，青藏铁路经历了三次勘察设计，任用过三位总体设计师。而这三位总体设计师的每次上任，都是国家准备上马青藏铁路的“信号”或者“前奏”。
　　
　　庄心丹：奠定技术基础
　　
　　1955年10月，西北设计分局（现铁道部第一勘测设计院的前身，简称“铁一院”）派遣时年35岁的曹汝桢率3位同志进藏，就修建铁路的可行性进行第一次全线踏勘。次年春节前，曹汝桢一行回到兰州，拿出了厚厚的一叠报告，得出了“铁路可以进藏”的结论。
　　从1956年开始，铁一院对当时从兰州到拉萨的进藏铁路全线进行了又一次踏勘，于1957年完成踏勘报告并上报铁道部，并且促成了青藏铁路第一步即兰青线（兰州至西宁）的上马建设。
　　1957年夏天，庄心丹正式出任青藏铁路的第一位总体设计师，他带人从青海德令哈到格尔木，再上昆仑山、唐古拉山和那曲，最后过当雄草原抵达拉萨。
　　历经4年，庄心丹和他的同事完成了青藏铁路全线的测量及部分施工图设计。当时确定的线路方向，基本上就是今天青藏铁路的走向。他们当年提出的“保护冻土而不是破坏冻土”的设计原则，也与今天对冻土的基本认识和采取的措施一致。
　　第一次勘察虽然完成，但因当时财力缺乏，青藏铁路上马计划暂时搁浅。
　　
　　张树森：定测桩打到那曲
　　
　　到1974年底，国家又一次开始了修建青藏铁路的动作。时年43岁的张树森作为第二任总体设计师，带领铁一院1700人组成的勘测队进驻格尔木。他们在第一次勘测资料的基础上，继续完成勘测。1975年，可行性研究报告完成，1976年完成初步设计，1977年开始定测，就是把图纸上的线路定到地上去，按铁路的中心线一个木桩一个木桩地打。1978年8月，定测的木桩已经打到了那曲，离拉萨只有300多公里，这时，张树森突然接到铁道部的电报，让就地停止。
　　那些从西宁到格尔木的木桩随后成为指引青藏铁路西宁至格尔木段工程建设的路标，而格尔木到那曲的木桩则在高原的风雪中孤寂了数十年。国家计划把青藏铁路先修到格尔木。通往拉萨的时机还不够成熟。
　　
　　李金城：确定格拉段
　　
　　2000年12月，年仅38岁的李金城被任命为青藏铁路历史上的第三位总体设计师。在勘测设计任务最繁重的2001年，他带领铁一院1900名技术人员风餐露宿在青藏铁路沿线，最终确定了现在的格尔木至拉萨段。
　　作为总体设计师，如今的李金城已经满头华发，几年下来似乎老了十几岁。1142公里的青藏铁路，他已跑了几十个来回，路程超过了100万公里。而李金城却说，“从2000年11月20日江泽民在铁道部报告上批示建青藏铁路始，至2001年6月29日正式动工，在这么短的时间内完成青藏线的定测，没有前两次上马打下的基础，是不可能实现的。”