За время пребывания на посту министра путей сообщения Мельников наметил новый проект продолжения еще не законченных и постройки новых линий протяженностью свыше 7 тыс. км, добился постройки за счет средств казны Московско-Курской железной дороги и линии Одесса – Елисаветград. В 1869 г. им был созван первый общий съезд представителей железнодорожных предприятий, решениями которого было положено начало беспересадочной перевозке пассажиров по смыкающимся дорогам, установлены перегрузочные станции для непрерывной перевозки грузов и так далее.
Однако в 1878 г. из-за конфликта с министром финансов М.Х. Рейтерном, который решил передать в руки иностранных концессионеров Петербургско-Московскую железную дорогу, П.П. Мельников подал в отставку.
Темпы роста протяженности русской телеграфной сети были самыми высокими в Европе. Еще в 1855 г., когда в других странах телеграфная линия протяженностью в несколько сотен километров считалась длинной, Россия обладала такими телеграфными связями, как Петербург – Симферополь и Петербург – Варшава. Следует подчеркнуть, что и в отношении емкости отдельных телеграфных линий Россия также очень рано превзошла другие страны. Например, в 1854 г. была проложена однопроводная телеграфная линия к германской границе, а в 1855 г. был подвешен по столбам этой линии второй провод. В 1856 г. был подвешен второй провод по столбам построенной в 1854 г. телеграфной линии между Петербургом и Москвой. В 1857 г. уже существовали отдельные телеграфные линии емкостью 3–5 проводов, а на коротких участках – 8–9 проводов.
Как следует из отчетов Главного управления путей сообщения и публичных зданий, в 1858 г. телеграфные линии соединяли С.-Петербург с 21 губернским городом. Протяженность линий составляла более 10 тыс. км. Для этого было подвешено 12,3 тыс. км проводов, построены 63 телеграфные станции. Через два года к телеграфной сети связи было присоединено еще 23 губернских города. Протяженность линий возросла до 18,2 тыс. км при 24,3 тыс. км проводов. Число телеграфных станций возросло до 151, на них было установлено 335 телеграфных аппаратов.
При строительстве первых линий городского телеграфа ясно проявились полицейские задачи. Петербургский телеграф связал Зимний дворец, штаб гвардейского корпуса, резиденцию коменданта Петропавловской крепости, все 13 гвардейских казарм, дома военного генерал-губернатора, обер-полицмейстера и все 12 полицейских участков. Несколько позднее подобная же сеть городского телеграфа была создана в Москве.
К концу 60-х годов на характер развития телеграфной сети стали оказывать сильное воздействие интересы торговли и промышленности. Начался второй период развития телеграфа. Устанавливается телеграфная связь столицы с Тулой, Орлом, Харьковом и Житомиром, с Новочеркасском и Херсоном, с Тифлисом и Владикавказом.