Asal-usul dan konstruksi: hingga tahun 1866
Penggalian batu tulis dimulai di perbukitan di atas Tywyn pada tahun 1830-an. Meskipun banyak tambang kecil dan tingkat uji coba didirikan, hanya satu tambang besar yang dikembangkan di wilayah tersebut. Tambang ini berada di Bryn Eglwys, 7 mil (11 km) timur laut kota. Pekerjaan bawah tanah dimulai pada awal tahun 1840-an. Pada tahun 1847, tambang ini dikerjakan oleh pemilik tanah setempat, John Pughe. Papan tulis yang sudah jadi dikirim dengan kuda pengangkut ke dermaga di Pennal. Kemudian dipindahkan ke perahu untuk perjalanan sungai ke Aberdyfi (juga dikenal sebagai Aberdovey). Akhirnya, mereka dimuat ke dalam kapal-kapal laut. Ini merupakan pengaturan transportasi yang rumit dan mahal yang membatasi hasil tambang. Pada tahun 1861, pecahnya Perang Saudara Amerika memutus suplai kapas ke pabrik-pabrik di bagian barat laut Inggris. Akibatnya, sejumlah pemilik pabrik yang makmur mencari peluang bisnis baru untuk mendiversifikasi kepentingan mereka. Salah satu pemilik tersebut adalah William McConnel dari Lancashire. Pada tahun 1859 ia membeli sebuah rumah di dekat Dolgellau, di utara Tywyn. Pada bulan Januari 1864, McConnel membentuk Aberdovey Slate Company. Perusahaan ini menyewa tanah termasuk Bryn Eglwys dari pemilik tanah, Lewis Morris dari Machynlleth.
McConnel mulai meningkatkan Bryn Eglwys untuk meningkatkan hasilnya. Pada tahun 1865, perusahaannya mengalokasikan dana untuk pembangunan rel kereta api sempit yang menghubungkan tambang dengan pelabuhan Aberdyfi. Namun, kereta api Aberystwyth dan Welsh Coast Railway yang berukuran standar berkembang dengan cepat dari pangkalannya di Machynlleth. Pada tahun 1863, rel kereta api ini telah mencapai Tywyn, sehingga McConnel memutuskan untuk membangun jalurnya dari tambang ke Tywyn. Ini adalah titik terdekat di mana batu tulis dapat ditransfer ke rel kereta api pengukur standar. Hal ini terlepas dari isolasi awal jalur dari sisa sistem karena kesulitan dalam menjembatani muara Afon Dyfi ke selatan. Sebuah Undang-Undang Parlemen (28 dan 29 Vict, cap cccxv) yang memungkinkan perusahaan untuk mengoperasikan kereta api penumpang sebagai kereta api umum diberikan Royal Assent pada tanggal 5 Juli 186. Perusahaan menunjuk James Swinton Spooner sebagai insinyur untuk konstruksi. Dia menyusun rencana untuk jalur yang relatif lurus mendaki dengan mantap dari Tywyn ke tambang dan pekerjaan dengan cepat dimulai. Pada bulan September 1866, konstruksi telah maju ke titik di mana inspektur Dewan Perdagangan Kapten Henry Tyler dapat melakukan inspeksi dan laporan awal.
Laporan Tyler menyebabkan perubahan yang tidak biasa. Ditemukan bahwa ukuran pemuatan jalur terlalu kecil. Lebar internal jembatan penyeberangan hanya 9 kaki 1 in (277 cm), tetapi gerbong penumpang kereta api memiliki lebar 5 kaki 3,5 in (161,3 cm). Ini menyisakan jarak bebas kurang dari 2 ft (61 cm) di kedua sisinya, yang kurang dari jarak bebas minimum yang disyaratkan, yaitu 2 ft 6 in (76 cm). Untuk mengatasi masalah ini, McConnel mengusulkan agar pintu di satu sisi setiap gerbong dihalangi secara permanen dan jalurnya meluncur di luar pusat di bawah jembatan. Hal ini akan memberikan jarak bebas yang memadai setidaknya pada sisi yang berpintu dan berarti bahwa penumpang dapat keluar dari gerbong jika kereta berhenti di bawah jembatan. Tyler menyetujui pengaturan ini, dan sampai hari ini semua gerbong di Talyllyn memiliki pintu di satu sisi saja, fitur yang tidak biasa untuk kereta api umum. Namun fitur ini juga dimiliki oleh Corris Railway yang berdekatan, meskipun untuk alasan yang berbeda. Tyler juga mengharuskan perbaikan dilakukan pada dua lokomotif uap pertama kereta api, karena lokomotif No. 1 menderita "gerakan vertikal" yang berlebihan dan No. 2 dikatakan menderita "osilasi horizontal". No. 1 dikembalikan ke pabriknya di mana satu set roda belakang ditambahkan untuk mengurangi overhang belakang. Pegas pada No. 2 disesuaikan dan pin engkol diperpendek untuk mengurangi osilasi.
Sukses setelah McConnel: 1886-1880s
Kereta api dibuka dengan dua lokomotif, satu adalah gerbong dan yang lainnya membawa barang. Mereka dijalankan di bawah aturan "satu mesin dalam uap" untuk memastikan mereka tidak saling bertabrakan. Pada awalnya, lokomotif disimpan di gudang yang terbuat dari kayu di Ty Dwr di stasiun Abergynolwyn. Ini terjadi ketika departemen teknik utama Tayllyn sedang dibangun di Pendre. Departemen teknik dibuka pada tanggal 17 Februari 1867.
Ketika Talyllyn dibuka, ada dua stasiun kereta api yang dikunjungi, satu di Pendre dan yang lainnya di Abergynolwyn. Pada tahun 1867, stasiun di Rhydyronen dibuka. Pada tahun 1873, stasiun Brynglas dan Dolgoch dibuka. Akhirnya, sebuah jalur yang membentang dari stasiun Abergynolwyn ke desa Abergynolwyn yang sebenarnya dibuka. Orang-orang bisa menuruni bukit dari stasiun ke kota. Dari sana, orang bisa naik salah satu dari sekian banyak trem yang melintasi desa. Persediaan seperti batu bara, bahan bangunan, dan benda-benda lainnya dikirim menuruni tanjakan dari stasiun kereta api ke desa.
Kereta api ini menggunakan lokomotif uap ketika dibuka. Dua lokomotif asli dibuat oleh Fletcher, Jennings & Co. dari Whitehaven di Cumbria. Keduanya masih digunakan hingga saat ini, tetapi banyak bagian di dalam dan di luar yang telah diganti. Talyllyn memiliki pengukur yang langka. Ini diperkirakan cocok dengan ukuran di Corris Railway. Lokomotif di Talyllyn mungkin yang tertua dari jenisnya untuk memastikan mereka sesuai dengan jenis pengukur itu. Lokomotif, Talyllyn dan Dolgoch digunakan untuk membawa batu tulis dari tambang di Tywyn. Kereta ini juga mengangkut benda-benda lain. Kereta yang mengangkut orang, yang disebut kereta penumpang, melakukan perjalanan antara Abergynolwyn, Dolgoch dan Pendre. Para pria yang bekerja di tambang juga melakukan perjalanan dengan kereta api, meskipun kereta api tersebut tidak dapat digunakan oleh publik. Kereta-kereta itu melakukan perjalanan dari Abergynolwyn ke Alltwyllt dan ke Nant Gwernol.
Jalur ini sangat sukses ketika dibuka. Pada tahun 1880, 300 orang bekerja di industri batu tulis lokal. Lebih dari 8.000 ton panjang (8.100 t) batu tulis dikirim dengan kereta api setiap tahun. Lebih dari 11.500 orang pertama kali menaiki kereta api pada tahun 1867. Pada tahun 1877, lebih dari 23.000 orang menggunakan kereta api.
Lebih sedikit uang yang dihasilkan: 1880s-1910
Dimulai pada tahun 1880-an, "Grand Tour" populer di kalangan orang-orang yang mengunjungi daerah tersebut, yang disebut turis. Orang-orang bisa naik kereta Talyllyn dan Corris dan melewati Danau Tal-y-llyn dan Cadair Idris. Kemudian, ketika mereka kembali, mereka bisa menggunakan kereta Cambrian Railways. Kebutuhan akan batu tulis melambat selama dua puluh tahun terakhir di tahun 1880-an. Banyak tambang memecat orang atau tutup. Bahkan tambang-tambang yang menggali lebih banyak batu tulis karena tambang-tambang lain tutup, sering kali akhirnya tutup. Hal ini membuat kebutuhan akan kereta api berkurang, dan membuat perusahaan kereta api menghasilkan lebih sedikit uang.
Haydn Jones : 1911-1950
Akhirnya, tambang terbesar di daerah itu, Bryn Eglwys ditutup. Sebagian besar orang yang memiliki pekerjaan di Abergynolwyn bekerja di tambang itu. Banyak orang yang dirugikan oleh penutupan itu. Seorang pria yang tinggal di Abergynolwyn, bernama Henry Haydn Jones membeli Bryn Eglwys. Dia juga menjadi anggota parlemen untuk Liberal yang mewakili Merioneth. Tambang yang telah ditutup, dibuka kembali pada bulan Januari 1911. Haydn Jones tidak punya uang untuk dimasukkan ke dalam tambang. Tetapi, ketika para pekerja mulai menambang di tambang, mereka menarik batu tulis dari bagian "Broad Vein". Bagian itu memiliki batu tulis yang sangat keras. Batu itu tidak populer dan kebanyakan orang tidak mau membelinya. Mereka berhenti mengambil batu tulis dari Broad Vein dan mulai mengambil batu tulis dari "Narrow Vein," yang memiliki batu tulis yang lebih lembut dan orang-orang ingin membelinya. Sangat mahal untuk membangun pikiran baru di Narrow Vein. Jadi, untuk menghemat uang, Haydn Jones membuat pintu masuk yang sangat kecil ke dalam tambang, yang dianggap tidak aman oleh banyak orang. Penjualan batu tulis meningkat selama Perang Dunia I karena orang-orang mulai membangun gedung-gedung baru setelah gedung-gedung itu hancur dalam perang.
Setelah perang berakhir, dan setelah tahun 1920, orang-orang mulai lebih banyak bepergian untuk melihat pemandangan Inggris. Jumlah orang yang menulis di Talyllyn meningkat dan tempat-tempat yang dulunya menyimpan batu tulis digunakan untuk tempat duduk orang. Wisatawan bahkan bisa menyewa slate wagon, yang digunakan untuk mengangkut batu tulis saja, sebagai hal yang menyenangkan untuk dialami. Kereta api Gravitasi digunakan untuk memindahkan orang di atas kereta. Orang-orang tidak lagi bisa naik kereta pada tahun 1930-an. Turis membawa lebih banyak uang ke daerah tersebut dan membantu kereta api bertahan, tetapi, Haydn Jones tidak pernah menghasilkan uang.
Kontrak sewa di Bryn Eglwys berakhir pada tahun 1942. Tetapi, Haydn Jones bisa memperbaharuinya setiap tahun. Orang-orang masih mengunjungi daerah itu sebagai turis. Pada bulan Oktober 1942, dua kereta pulang pergi beroperasi pada hari Senin, Rabu dan Jumat. Perjalanannya 45 menit sekali jalan. Mereka tidak mengizinkan orang naik kereta pada hari Selasa, Kamis, Sabtu dan Minggu. Pada tahun 1946, terjadi keruntuhan di Bryn Eglwys. Tambang itu disebut tidak aman dan orang tidak bisa menggunakannya. Tambang itu ditutup. Haydn Jones tetap menjalankan kereta api dan mengatakan bahwa dia akan melakukannya sampai dia meninggal. Pada tahun 1947, sebagian besar rel kereta api di Inggris dibeli oleh pemerintah. Talyllyn tetap dimiliki oleh Haydn Jones. Antara tahun 1947 dan 1949, orang bisa naik kereta api dua hari dalam seminggu. Haydn Jones meninggal pada tanggal 2 Juli 1950. Kereta api tetap berjalan hingga 6 Oktober.