Prva željeznička pruga u Kaliforniji izgrađena je od Sacramenta do Folsoma u Kaliforniji početkom veljače 1855. Ova pruga duga 22 milje (35 km) trebala je iskoristiti prednosti uspješnih kopanja zlata u Placervilleu u Kaliforniji, ali je dovršena otprilike u isto vrijeme (veljača 1856. ) kako je tamošnje rudarstvo završilo.Prva transkontinentalna željeznica od Sacramenta u Kaliforniji do Omahe u Nebraski dovršena je 9. svibnja 1869. Središnja pacifička željeznica, pacifički kraj željeznice, uglavnom je preuzela gotovo sav teret preko planina Sierra Nevada u sjevernoj Kaliforniji.Do 1870. postojale su željezničke veze s Oaklandom u Kaliforniji i preko željezničkog trajekta do San Francisca u Kaliforniji iz Sacramenta—učinkovito povezujući sve veće gradove u Kaliforniji zatim s istočnom obalom.Prvu željezničku prugu u južnoj Kaliforniji, Los Angeles & San Pedro Railroad, svečano su otvorili John G. Downey i Phineas Banning u listopadu 1869. godine.Trčao je 21 milju (34 km) između San Pedra i Los Angelesa.Godine 1876. dovršena je prva željeznička pruga u Kaliforniji koja je povezivala Los Angeles sa sjevernom Kalifornijom kada je linija San Joaquin južnopacifičke željeznice završila željeznički tunel San Fernando kroz planine Tehachapi, povezujući Los Angeles sa željezničkom prugom Srednjeg Pacifika.Ova ruta do Los Angelesa pratila je petlju Tehachapi, 'spiralnu stazu' dugu 0,73 milje (1,17 km) ili spiralu, kroz prolaz Tehachapi u okrugu Kern i povezivala je Bakersfield i dolinu San Joaquin s Mojaveom u pustinji Mojave.Iako je većina kalifornijskih željeznica započela kao kratke pruge, u razdoblju od 1860. do 1903. došlo je do niza željezničkih spajanja i akvizicija koje su dovele do stvaranja četiri glavne međudržavne željeznice koje su opsluživale državu (Željeznica južnog Pacifika, Željeznica Union Pacific, željeznica Santa Fe i željeznica Zapadnog Pacifika).Svaka od ovih željeznica kontrolirala je jednu (a južni Pacifik dvije) od transkontinentalnih željeznica koje su povezivale Kaliforniju s državama dalje na istoku.Željeznice su prevozile teret i putnike u velikim količinama i omogućile državnom gospodarstvu i stanovništvu da se brzo šire tijekom kasnog 19. i ranog 20. stoljeća.Do 1890-ih u Kaliforniji je započela izgradnja električnih željeznica, a do početka 20. stoljeća postojalo je nekoliko sustava koji su opsluživali najveće gradove Kalifornije.Državni električni željeznički sustavi uključivali su San Diego Electric Railway, Los Angeles Pacific Electric sustav, Los Angeles Pacific Railroad, East Bay Electric Lines i San Francisco, Oakland i San Jose Railway i međugradske željezničke sustave kao što je Sacramento Northern Railway također su izgrađeni.Do 1920-ih, Pacific Electric sustav Los Angelesa bio je najveća električna željeznica na svijetu.