I 1830 ble det oppdaget gull i nærheten, som førte til en videre utvikling av Tomsk på 1800-tallet. Under byggingen av den transsibirske jernbanen på slutten av det 19. århundre, gikk Tomsk glipp av en gyllen mulighet når det russiske samferdselsdepartementet besluttet at den transsibirske jernbanen skulle krysse over elven Ob sør for byen. Denne beslutningen tilsidesatte Tomsk, men skapte byen Novonikolaevsk, som senere ble den store sibirske metropolen Novosibirsk. Tomsk fikk i stedet bygget en sidelinje i 1896, slik at byen kunne forbli et senter for handel og landbruksutvikling i det sentrale Sibir.