Одна из самых страшных катастроф в истории отечественного железнодорожного транспорта случилась на Одесской дороге.
В декабре 1875 года поезд с новобранцами должен был следовать из Балты в Одессу, но не по расписанию, а по телеграфному соглашению между смежными станциями, если путь между ними был свободен. В то самое время на участке насыпи, проходившей у Тилигульского оврага между станциями Балтой и Бирзулой, производилась замена лопнувшего рельса; рутинная работа, о которой начальники станций понятия не имели. Дорожный мастер, руководивший работой, по халатности не обставил опасное место сигналами (об опасности сигнализировали красными флажками), как он по инструкции должен был сделать для того, чтобы проходящий поезд смог вовремя остановиться.
Разыгралась сильная вьюга и метель; мастер, сняв рельс и оставив его на месте, отправился со своей бригадой в будку передохнуть, отогреться и напиться чаю. Как раз в это самое время вне расписания и был отправлен транспорт с новобранцами из Балты. Поезд рухнул с насыпи как раз в том самом месте, где был снят рельс. Под насыпью была устроена труба для отвода талых вод (диаметром в 4 сажени). Упав с насыпи, поезд загорелся, а сильный ветер, проходя сквозь трубу, раздувал огонь еще больше. Когда С. Ю. Витте со своим начальством прибыли на место происшествия (в 186 верстах от Одессы), они увидели страшную картину — та часть поезда, которая упала в овраг под трубу, сгорела дотла. 67 молодых парней нашли смерть в Тилигульском овраге; 70 человек были изувечены. Многочисленных раненых увезли в Одессу и там поместили в военный госпиталь.
Тилигульская катастрофа наделала много шума ввиду невиданного числа пострадавших. Либеральная общественность, а ее голос в эпоху Александра II был силен, требовала козлов отпущения, каковые и явились в лицах Н. М. Чихачева (адмирал свиты его величества, которому подчинялась дорожная администрация) и С. Ю. Витте (начальник службы движения дороги). Хотя С. Ю. Витте формально был ни при чем, так как служба пути ему не подчинялась, он, Н. М. Чихачев и дорожный мастер, непосредственный виновник, скрывшийся с места трагедии, были приговорены судом к одинаковой мере наказания — четырехмесячному заключению в тюрьме. Однако к отбытию наказания приступить он не успел — грянула Русско-турецкая война 1877–1878 годов.