Сразу после этого был назначен в Южную дирекцию строительства Петербурго-Московской железной дороги. Кёниг быстро зарекомендовал себя и с 1852 года стал начальником I отделения.
По результатам работы перешёл работать на Николаевскую железную дорогу. После назначения его директором начался золотой период её существования. Среди работников дороги ходила шутка: «Наконец-то мы дождались своего короля!» (имеется в виду перевод с немецкого фамилии руководителя).[2]
С 1868 по 1880 года являлся её директором, при нём были проведены технологические новшества:
Железные рельсы были заменены стальными,
Деревянные мосты были заменены железными,
Были введены курьерские поезда,
Была улучшена железнодорожная сигнализация,
Более чем вдвое увеличилось количество паровозов и втрое — вагонов,
Были проведены социальные изменения: улучшено положение рабочих и служащих (например, появились дешёвые столовые).
Кроме проектов, связанных с Николаевской железной дорогой, И. Ф. Кениг участвовал в различных комиссиях, связанных с Санкт-Петербургом.
И. Ф. Кениг пользовался огромным уважением и любовью железнодорожников.
Умер в 1880 году в Санкт-Петербурге, его заслуги перед столицей были отмечены Городской думой, безвозмездно предоставившей после смерти Кёнига в 1880 году место на Преображенском кладбище недалеко от станции Санкт-Петербург-Сортировочный-Московский.
Прах инженера был перезахоронен 24 июля 2001 года в связи с расширением парка прибытия Сортировочной станции, на месте захоронения установлен обелиск, который посвящён памяти строителей магистрали Санкт-Петербург-Москва.
Во время реконструкции был сохранён оригинальный крест, изготовленный в XIX веке из чугунных рельсов.[3]