В 1866 году Самуил Соломонович, чье имя было уже широко известно даже в самых высоких сферах, начал борьбу за получение подряда на строительство Воронежско-Грушевской железной дороги протяженностью 450 верст, сулящее баснословные прибыли.
Борьба за выгодный контракт длилась почти три года и стоила Полякову покупки в собственность Грушевско-Аксайской горнозаводской железной дороги, за которую он выложил 3 миллиона рублей серебром. В итоге концессия досталась ему, причем царь Александр II самолично утвердил сделку.
Пока решался вопрос с Воронежско-Грушевской железной дорогой, Поляков, чтобы не терять время, затеял новое предприятие. Он взялся строить в кредит Воронежско-Ростовскую железную дорогу. Но, поскольку концессионного контракта еще не было, более того, он еще даже не рассматривался Комитетом министров, и, соответственно, не был выбран генеральный подрядчик и не выделено финансирование, Поляков, приступая к строительству, очень сильно рисковал.
Тем не менее работа завертелась. Темпы строительства были очень высокие: в начале февраля 1868 года, то есть практически через год, было открыто временное движение на всей протяженности пути.
Дорога была уже построена, а концессия так и не была утверждена. Лишь осенью 1869 года состоялось заседание Комитета министров. И тут Самуила Полякова ждал удар. Подрядчик Гладин, наряду с Поляковым участвовавший в тендере на строительство, объявил цену строительного капитала, которая была ниже предложенной Поляковым на 3 миллиона рублей. Естественно, большинство членов Комитета министров проголосовало за Гладина.
Но Полякову было что терять, и он с утроенной силой продолжил бороться за концессию. В Крым, где в это время находился на отдыхе царь, срочно выехал генерал Мезенцов, который голосовал за предоставление контракта Полякову. Несомненно, не вдруг возникшее желание навестить на отдыхе царя и не одно только хорошее отношение к Полякову заставило генерала решиться на такое путешествие. Как бы то ни было, после встречи с Мезенцовым Александр II утвердил «мнение меньшинства», и контракт был отдан Полякову.
Впоследствии еще долго в кулуарах судачили о том, что некоторые приближенные к царю люди, неожиданно заработавшие богатство, продали свое влияние на государя. К слову, атаман Потапов, который был с Поляковым в дружеских отношениях и в силу своих возможностей покровительствовал ему, буквально в считанные месяцы стал богатым человеком и получил место генерал-губернатора Северо-Западного края.