Khi vua Gia Long thống nhất đất nước, lập ra nhà Nguyễn thì con đường giao thông Nam Bắc lại được triều đình quan tâm, sai đắp lại, chạy dài từ Ải Nam Quan đến Hà Tiên. Dọc đường cách khoảng 30 dặm thì đặt một trạm xá có viên chức địa phương trông coi. Tổng cộng vào giữa thế kỷ 19 có 133 trạm và 6.000 cai đội và phu trạm phục dịch.[3]

Với hệ thống trạm xá, tin tức do Ty Bưu chính và công văn do Ty Thông chính có thể truyền nhanh bằng ngựa. Việc quan hệ thì từ kinh thành Huế ra Hà Nội luật pháp quy định tối đa bốn, năm ngày. Quá hạn thì phu trạm bị phạt. Nhanh hơn thì phu trạm được thưởng. Ở những con ngòi nhỏ thì con đường có cầu bắc ngang để vượt qua. Chỗ gặp sông lớn có bến đò qua sông thì phu trạm được ưu tiên qua đò khi chạy tin.[3]

Quốc lộ 1A của thế kỷ 20 nhiều đoạn đã chạy theo con đường Thiên lý lịch sử này. Trên con đường này có những cây cầu bền chắc mà tên gọi còn tồn tại đến ngày nay như cầu Lim (Ninh Bình). Năm 1826, một số cầu gỗ được chạm trổ, trang trí, lợp ngói, có hàng quán nhỏ bán bên hành lang cầu như ở Sơn Tây, [[Hà Bắc], Ninh Bình. Đặc sắc là các cầu có mái: cầu Tây Đằng (Quảng Oai, Hà Nội), Gia Hòa (Thạch Thất, Hà Tây), Yên Lợi (Vĩnh Phú)… Đại Nam nhất thống chí có ghi chép về số lượng các cầu gạch đá ở một số tỉnh: Quảng Ngãi 59 cầu (trong đó có 3 cầu gồm 2 nhịp, 56 cầu 1 nhịp), Phú Yên 29 cầu, Bình Định 20 cầu…