В обратный рейс из Москвы поезд отправился 11 июня 1931 года в 1 час 30 минут. Правда, на станции Завидово, в сотне километров от Москвы произошло ЧП: у одного из спальных вагонов загорелся подшипник. Поэтому поезд пришлось остановить и вагон отцепить. Но, несмотря на 30-минутную задержку, в Ленинград "Красная стрела" прибыла вовремя - опоздание было быстро ликвидировано 100-километровой скоростью на одном из участков пути.
Первый состав "Красной стрелы" состоял из 12 деревянных вагонов: 7 жестких купейных, 3 мягких, 1 СВ (спальный с двухместными купе) и один багажный. Причем вагон СВ был создан впервые в истории советских железных дорог. Для этого в 4-местном купе сняли верхние полки, а на их место повесили зеркала и светильники. В голове состава самой первой "Красной стрелы" находился динамометрический вагон, в котором производились записи о ходе поезда. Средняя скорость движения составляла 69,8 километров в час. Это был рекорд того времени.
В "Красной стреле" впервые пассажирам на время пути предоставлялись шашки, шахматы и другие настольные игры. Также в поезде работали буфеты, где можно было заказать ужин с доставкой в купе. В одном из вагонов был оборудован телефонный переговорный пункт, с которого во время стоянки на станциях Бологое, Окуловка и Малая Вишера можно было связаться с Кремлем, Лондоном и Парижем.
Изначально вагоны "Красной стрелы" были выкрашены в синий цвет, поскольку именно в такой цвет окрашивали поезда первого класса, согласно европейским стандартам. Лишь спустя 30 лет эксплуатации поезд был перекрашен в темно-красный цвет, соответствующий его названию. Красной "Стрела" была названа, с одной стороны, за свою красоту, а с другой - красный традиционно был цветом революции.
Новый поезд сразу понравился пассажирам, и не только за комфортабельность, но и за скорость и пунктуальность, которыми не отличались прежние советские составы. На "Красной стреле" в 1930-1940-е годы ездили в основном высокопоставленные советские и зарубежные чиновники. По личному распоряжению народного комиссара путей сообщения Лазаря Кагановича было установлено фиксированное время отправления поезда - 23 часа 55 минут.
"Красная стрела" долгое время круглосуточно охранялась сотрудниками Народного комиссариата внутренних дел СССР (НКВД), а машинисты, управляющие этим поездом, обязаны были иметь первый класс квалификации и безупречно знать технику. Для "Красной стрелы" разрабатывались специальные скоростные модели паровозов.
24 июня 1941 года, после начала Великой Отечественной войны, регулярное движение поезда было прервано. Один из составов был поставлен на хранение в депо возле Обводного канала в Ленинграде, где до революции стоял "царский" поезд. Другой был эвакуирован на станцию Цивильск Московско-Казанской железной дороги (Чувашия).
В конце 1943-го вагоны "Красной стрелы" были возвращены из эвакуации. Находились они в очень запущенном состоянии - многие детали вагонов проржавели, со стен облезла краска, пострадало оборудование и инвентарь. Но железнодорожники в самые короткие сроки восстановили "Красную стрелу" - пригодилось сбереженное довоенное оборудование поездов.
Чтобы поезд смог курсировать между Москвой и Ленинградом, пришлось срочно восстанавливать разрушенные фашистами железнодорожные пути. И вот 20 марта 1944 года от перрона Московского вокзала в Ленинграде и одновременно с Ленинградского вокзала в Москве, впервые после долгого перерыва, в рейс отправились составы "Красной стрелы". Поскольку еще была опасность попасть под атаку фашистских самолетов, составы замыкала бронированная платформа с зенитными пулеметами. Также составы сопровождали врач, сотрудники милиции и пограничники.
В вышедшем из Ленинграда поезде большинство вагонов было занято больными, ранеными, эвакуированными детьми и стариками. А в "Красной стреле", выехавшей из Москвы, половина вагонов отводилась для лекарственных грузов и перевозки раненых и больных. "Красная стрела" курсировала в течение нескольких недель, после чего железнодорожные пути вновь пришли в негодность - их надо было ремонтировать уже капитально.
Несмотря на это, такое скорое введение поезда в строй стало для советских граждан важным символом возвращения к мирной жизни. Пассажир первого рейса послевоенной "Красной стрелы" журналист Матвей Фролов так описывал свои впечатления: "Если бы не пулемет на товарном вагоне, прицепленном в "хвосте поезда", трудно было бы и подумать, что война продолжается".
С 1952 года на "Красной стреле" стали эксплуатироваться цельнометаллические вагоны вместо старых деревянных. С 1957 года состав стали водить тепловозы, а в 1962-м, после завершения электрификации Октябрьской железной дороги, поезд был переведен на тягу электровозом. Поскольку он был эффективнее, мощнее и экономичнее других видов локомотивов.
Благодаря электрификации путей и использования новых электровозов время "Красной стрелы" в пути сократилось до восьми с половиной часов. Этот поезд обслуживал все самые статусные мероприятия, в том числе Олимпиаду-80. Для многих миллионов ее пассажиров "Красная стрела" - это не только способ добраться из Москвы в Петербург и обратно, это еще и яркая примета времени, символ истории железных дорог России.
Сегодня в состав "Красной стрелы", кроме купейных вагонов и вагонов СВ, входят еще вагоны класса "Люкс", штабной вагон и вагон-ресторан. Поезд преодолевает 650-километровое расстояние между Москвой и Петербургом за 8 часов. И хотя поезда такого класса могут развивать скорость до 160 км/ч, "Красная стрела" специально едет медленнее, чтобы пассажиры могли спокойно отдохнуть в пути.
Неизменным осталось время отправления - 23 часа 55 минут. При отправлении и прибытии составов на Московском вокзале Петербурга по радио транслируется "Гимн великому городу" композитора Рейнгольда Глиэра, а в Москве - песня Олега Газманова "Москва".