1896年，西雅图华侨要求清政府在该市设立领事馆，陈宜禧被推荐为领事候选人。不久，又被推举为西雅图中华商会终身名誉董事长，陈宜禧成为了西雅图众望所归的著名侨领。

陈宜禧在美国做工经商，生活了几十年，逐步认识到华侨想要不受欺侮，首先祖国必须繁荣强盛，遂萌发了实业救国、富国利乡的思想。

1895年中日甲午战争的失败和马关条约的签订，使中国进一步陷入半封建半殖民地的社会。祖国和民族的危难更加深刻地刺痛了陈宜禧的心，他决心把美国先进技术引回祖国，使祖国也变得先进和富强。于是他抱着“实业救国”的爱国思想准备回国投资开办织造业，选派4位侨胞到美国的织造厂学习先进技术，然后回到香港主持筹建“德和织造公司”。

1904年（光绪三十年），60岁的陈宜禧回到故乡新宁县。当时的陈宜禧已在美国从事铁路建设40年，对铁路建设对当地经济的拉动作用再清楚不过，看到自己依然落后贫困的家乡后，陈宜禧感慨万分，产生了在家乡建筑铁路的想法。

但当时清朝统治政府认为中国缺少资金、设备和技术，只能依靠外国资本，因此当时国内铁路基本都被外国人控制。陈宜禧对中国路权多操洋人之手，利权外溢，很为愤然，引以为耻。他对此激愤地说：“我们辛辛苦苦在外国替洋人修建铁路，洋人已大受其益；而今我国又请洋人到中国主持筑路，我们中国的铁路权岂不又要掌握在洋人手里？这实在是岂有此理。……洋人说我们笨，不懂建铁路，待我回国建条铁路给他们看看！”于是放弃开办织造厂的计划，决心回国发展铁路事业。

1904年2月，为了繁荣家乡的经济和解决当地人的就业问题，陈宜禧在新宁向全县乡亲发出了建筑新宁铁路的倡议，在家乡民众和华侨的大力支持下，当年6月就成立了修筑新宁铁路筹备处，陈宜禧出任总办，余灼为协理，议订《筹办新宁铁路有限公司草定章程》，提出“不招洋股，不借洋款，不雇洋工，工程由本县人自办”的原则。9月，陈宜禧到香港集股。

1905年2月，陈宜禧返回北美募集铁路建设资金，首先自己以身作则，变卖西雅图一座价值7万余美元的房产，另加上数万美元入股。在进行集股宣传时，陈宜禧喊出一个激奋人心的口号：“以中国人之资本，筑中国人之铁路；以中国人之学力，建中国人之工程；以中国人之力量，创中国史之奇功。”海外华侨们无不为这个饱含家国情怀的口号所感召，纷纷捐款，陈宜禧很快就募集到275万余元的资金，是原本计划的四倍。

虽然启动资金很快筹措得当，但由于清政府的腐败统治和地方顽固势力的阻挠，新宁铁路的建筑工作依然困难重重。就在陈宜禧出国筹款之际，余灼等人将新宁铁路筹办的情形向新宁知县报告，委其转奏省府立案。不料新宁知县陈益居心叵测，企图将铁路作为“县官倡办”据为己有，故另拟一份章程呈文送交两广总督岑春煊。为此事，陈宜禧特意捐了一个三品“盐运使”的官衔到省衙据理力争，后在来广东考察商务的商部右丞王清穆的支持下才得以立案。

1905年10月，新宁铁路公司在台城学明化堂正式成立，陈宜禧被推举为公司总理兼总工程师，余灼为副总理。随后，陈宜禧向岑春煊上报商部申请动工。但岑春煊以“无碍田园庐墓，始得筑路”为由，不获批准。陈宜禧只好上京向商部求助，途经上海时得知商部署右丞王清穆在此，立即请求引见。当时，美国华人又争取到清国驻美大使梁诚致电商部，力陈陈宜禧筹办新宁铁路“确有把握，应责成专办，勿听阻挠。”才由商部向清廷上奏。

1906年（光绪三十二年）正月廿一日，慈禧太后和光绪皇帝准予新宁铁路先行立案。四月初二，商部批准了《新宁铁路章程》。

1906年5月1日，陈宜禧在斗山圩将铁路转车盘上的火车头原地旋转180度，宣布新宁铁路正式破土动工。按照原定计划，首期工程从新昌经台城至斗山的干线，但由于新昌到水步一带多为新昌甄氏的产业，甄姓村民借口“轨道车头有碍水利祠墓，具禀县善后局，请饬移设。”企图敲诈一笔巨额赔款，铁路公司未作让步，搁置此段工程，将终点站改为公益。另外一些乡民则认为铁路通过有损风水，竟要求铁路弯曲绕过。更有甚者，认为火车经过会五谷不生。由于得不到县衙的支持，只好被迫让步，造成线路不必要的弯轨有39处之多，从而增加工程造价，影响行车安全。

第一期工程动工后，铁路公司就着手筹划第二期工程，计划修筑从从公益经新会、鹤山、南海至佛山与广三铁路连接的干线，并改名为宁佛铁路公司。但计划由于遭到粤汉铁路公司坚决反对，清廷也不支持，只好另谋出路。

1908年3月8日，陈宜禧和余灼再次上书邮传部和农工商部，要求准许铁路修到新会，并坚持铁路日后一定要连接佛山。但此方案不仅继续遭到粤汉铁路公司反对，并受到新会、开平一些乡绅的抵制。因此邮传部只批准铁路公司先修公益经开平、新会到江门北街的立案，公司随即进行线路测量。

1909年3月21日，经过三年艰难施工，新宁铁路铺设铁轨59.3公里，第一期工程宣告完成，公益机器厂也建成投产。建成后，清廷于1910年（宣统二年）委派商部检查大员胡朝栋查验铁路，查验报告指出“铁路各车站点缀完美，形势整齐，水塔、车厂等设备都很理想，尤其是煤仓之建设与装卸火车用煤方法，不费人力，堪称先进；涵洞、管道、桥梁之架设，亦甚得法。”因此，清廷聘请陈宜禧为农工商部四等顾问，尊称为资政大夫，官阶由正三品晋升至正二品，陈宜禧获得了当时全国铁路界最高的政治地位和社会地位。

1910年1月21日，新宁铁路第二期工程正式动工兴建。为了能令火车过渡潭江，陈宜禧向香港定制一艘长105.57米的铁船，船上铺设三条轨道，每次能载一列五节长的列车，成为中国第一条使用火车轮渡的铁路。

1920年3月20日，全长28.6公里的第三期工程竣工。5月12日，新宁铁路最终全线通车。新宁铁路全长133公里，以台城为中心，北通公益，从牛湾过潭江入新会至江北街，南至斗山，西抵白沙。沿线有车站46个，桥梁215座，涵洞236处，另外建有公益码头、北街码头、牛湾船坞、新宁机器厂、新宁印刷厂等一大批交通运输点和工业点。

修建新宁铁路以前，台山县交通十分闭塞，新宁铁路建成通车后，对台山以及新会、江门、开平等侨乡的发展产生了深远的影响，旅行称便，货畅如流，推动了沿线各乡镇的经济发展，更可喜的是，四邑侨乡从此有了一支新的产业工人队伍。在铁路全线通车后，新宁铁路董事局为了表彰陈宜禧的功绩，特在台山总站东面为他铸立铜像，以作永久纪念。

1920年新宁铁路完全建成时，陈宜禧已76岁高龄了。但他仍雄心勃勃，计划一定要把新宁铁路干线北段自江门延至佛山与广三铁路衔接，南段自斗山延至赤溪半岛南端，在铜鼓湾开辟一个商港，西段从白沙至阳江达雷州半岛遥接海南岛。这一宏伟计划得到孙中山大元帅的支持，并委任陈宜禧为筹建铜鼓商港的专员，全权负责建港事宜。可惜不久孙中山病逝，此计划遭到国民党右派的破坏而半途夭折。

在新宁铁路建成后不久，由于客运量不大、利用率低、管理费用、维护费用高，新宁铁路公司未能达到预期的经济收益，经营开始陷入困顿。此外，铁路所需的机车、设备、燃料等一切皆由西方市场供应，铁路公司经常因为国际煤炭价格波动而蒙受巨大损失。而地方军阀对新宁铁路公司的敲诈勒索更加令其财政雪上加霜。当时孙中山严令不准军队坐霸王车。但大小军阀对孙中山的法令不予理睬，导致勒索之势愈演愈烈，有增无减。1925年，粤军总司令许崇智每月向铁路公司“借饷”一万元，驻江门的第一军则收五千至七千元，铁路公司更加入不敷出，到了1926年，公司累积欠款已达140余万。

1926年11月，由于新宁铁路公司经营不善、发生工潮，债务人纷纷要求提早还债。11月11日，广东省政府以“工潮迭起，管理不善”为由，省建设厅派出陈延炆、钟启祥、刘鞠可三名官员会同公司推举的两名董事组成新宁铁路整理委员会，接管铁路一切权力，进行为期六个月的管理。此事立即引起股东们的反对并致电到广东省政府要求收回成命，但政府不顾民意，仍然派人接管铁路，股东们反对陈延炆等人接管权力，只同意他们担任顾问，陈宜禧更加拒绝交出总理权力。

1927年2月21日，陈延炆向江门警备司令部调遣一连军队对铁路公司进行武力接管，强令公司每月支付三千元军饷作为酬劳。4月20日，陈宜禧被迫离职，返乡避居。

陈宜禧多年来一直为新宁铁路奔波操劳，为了公司周转早已将自己在美国的资产全部变卖，在掌管新宁铁路公司的二十多年中廉洁奉公，甚至为了补贴公司亏损而自掏腰包。离职后，除了故乡的祖屋外，已是一贫如洗。

而国民党右派以武力强行接管新宁铁路后，在不到一年的时间里走马灯式地调换了三任主管，每任官员都只顾巧取豪夺，根本不关心铁路事业的发展，也不理会陈宜禧继续修筑铁路的提议。新宁铁路管理更加混乱，股东们纷纷退股，铁路运营陷入瘫痪，最后广东省政府不得不将铁路权交回。但陈宜禧此时已是耄耋之年，由于积劳成疾和忧愤过度，回乡后很快便病倒，无法再站出来主持大局了。

看到自己后半生的全部心血被一帮贪官污吏夺取，重病中的陈宜禧心力交瘁，开始出现精神失常，终日望着屋顶上自己从美国带回来铺铁路用的钢梁，呼喊“铁路建成了！”“铁路通到铜鼓和上川、下川了！通到佛山了！通到雷州了！”，并要家人抬着他出去看铁路。

1929年5月18日，陈宜禧满怀忧愤地离开人世，享年85岁。出殡之日，万人送行，有挽联道：“遗恨弥深，铜鼓商埠犹未辟；伟人已逝，阳江之路待谁成?”

英国人珀西·肯德在1907年出版的《中国铁路发展史》一书中曾断言：中国人现要自集资金，并由中国工程师监造铁路未免为时过早；让中国人的公司取代外国公司修造中国铁路，还得“花上五十年功夫”。仅在两年之后，由詹天佑主持的京张铁路和由陈宜禧主持的新宁铁路几乎同时建成，它们南北呼应，在中国人自力修筑铁路的历史上率先写下了光辉的一页。

新宁铁路通车后客运量每年达300万人次，货运量达10万余吨，引起海外的强烈反响。美国《西雅图星期日时报》用整版篇幅刊登陈宜禧修建新宁铁路的宣传画，标题为《陈宜禧——中国的詹姆斯·希尔》。在文字说明引用Frank Carpenter的评价“一条具有划时代意义的铁路正在广州西南兴建，它用中国人的资本，中国人的劳力和智慧，这就是新宁铁路。”