Au début des années 1840, avec l'expérience acquise dans la métallurgie, l'entreprise commence à produire des locomotives avec les débuts du chemin de fer en France. Elle achète la licence de la locomotive Crampton, conçue par l'ingénieur anglais Thomas Russell Crampton, une locomotive déjà très performante mais que Cail et son équipe vont améliorer (elle sera décrite à la fin du XX comme , car elle roulait à , dès 1862). Les commandes vont alors affluer. Charles Derosne meurt en 1846. L'entreprise compte alors plus de 1500 employés et Jean-Francois Cail reste seul aux commandes. Installée à Paris, à Chaillot, puis à Grenelle et devenue la Société J.F Cail &amp; Cie, elle va ouvrir des usines à Bruxelles, Denain, Amsterdam et Saint-Pétersbourg et se diversifier dans les voies ferrées, les ponts métalliques et les machines-outils, devenant un pionnier de la révolution industrielle. Elle construira entre autres le pont de fer de Moulins, le pont d'Arcole à Paris ou le palais de l'Exposition universelle de 1867, un pavillon sphérique sur le Champ-de-Mars de 500 mètres de long sur 384 de large, couvrant avec ses annexes 15 hectares de terrain. Il était situé à l'emplacement actuel de la tour Eiffel.