Origens e construção: até 1866
A extração de ardósia começou nas colinas acima de Tywyn na década de 1830. Embora muitas pedreiras pequenas e níveis de teste tenham sido estabelecidos, apenas uma pedreira principal foi desenvolvida na região. Foi em Bryn Eglwys, 7 milhas (11 km) a nordeste da cidade. Os trabalhos subterrâneos começaram no início da década de 1840. Em 1847 a pedreira estava sendo trabalhada pelo fazendeiro local John Pughe. As lousas acabadas foram enviadas por cavalo de carga para o cais em Pennal. Elas foram então transferidas para barcos para uma viagem fluvial a Aberdyfi (também conhecida como Aberdovey). Finalmente, foram carregadas em embarcações de alto mar. Este era um arranjo de transporte complexo e caro que limitava a produção da pedreira. Em 1861, a eclosão da Guerra Civil Americana cortou o fornecimento de algodão para as fábricas do noroeste da Inglaterra. Como resultado, vários proprietários de moinhos prósperos procuraram novas oportunidades de negócios para diversificar seus interesses. Um desses proprietários foi William McConnel, de Lancashire. Em 1859 ele comprou uma casa perto de Dolgellau, ao norte de Tywyn. Em janeiro de 1864, McConnel formou a Aberdovey Slate Company. A empresa arrendou o terreno incluindo Bryn Eglwys do proprietário, Lewis Morris de Machynlleth.
A McConnel se propôs a melhorar a Bryn Eglwys para aumentar sua produção. Em 1865, sua empresa destinou dinheiro para a construção de uma ferrovia de bitola estreita ligando a pedreira com o porto de Aberdyfi. Entretanto, a bitola padrão Aberystwyth e a Welsh Coast Railway estava se expandindo rapidamente de sua base em Machynlleth. Em 1863 esta ferrovia havia chegado a Tywyn, então McConnel decidiu construir sua linha desde a pedreira até Tywyn. Este era o ponto mais próximo onde a ardósia podia ser transferida para a ferrovia de bitola padrão. Isto foi apesar do isolamento inicial da linha do resto do sistema por causa das dificuldades em fazer a ponte entre o estuário do Afon Dyfi e o sul. Um Ato do Parlamento (28 e 29 Victory, cap cccxv) permitindo à empresa operar trens de passageiros como uma ferrovia pública foi dado Royal Assent em 5 de julho de 186., A empresa nomeou James Swinton Spooner como engenheiro para a construção. Ele traçou planos para uma linha relativamente reta subindo constantemente de Tywyn até a pedreira e os trabalhos começaram rapidamente. Em setembro de 1866 a construção havia avançado ao ponto de o inspetor da Junta Comercial, Capitão Henry Tyler, poder fazer uma inspeção inicial e um relatório.
O relatório de Tyler levou a uma alteração incomum. Descobriu-se que o gabarito de carga da linha era muito pequeno. A largura interna das pontes superiores era de apenas 9 pés 1 pol. (277 cm), mas as carruagens de passageiros da ferrovia tinham 5 pés 3,5 pol. (161,3 cm) de largura. Isto deixava menos de 61 cm (2 pés) de largura em ambos os lados, o que era menos do que o mínimo exigido de 76 cm (2 pés e 6 polegadas). Para aliviar este problema, McConnel propôs que as portas de um lado de cada carruagem fossem permanentemente barradas e a pista fosse girada para fora do centro sob as pontes. Isto permitiria uma folga adequada pelo menos do lado com portas e significaria que os passageiros poderiam sair das carruagens se o trem parasse debaixo de uma ponte. Tyler concordou com este acordo, e até hoje todas as carruagens no Talyllyn têm portas em apenas um lado, uma característica incomum para uma ferrovia pública. Esta característica é, no entanto, compartilhada com a companhia ferroviária vizinha Corris, embora por diferentes razões. Tyler também exigiu que fossem feitas melhorias nas duas primeiras locomotivas a vapor da ferrovia, já que a locomotiva número 1 sofria de "movimento vertical" excessivo e a número 2 sofria de "oscilação horizontal". A nº 1 foi devolvida ao seu fabricante onde um conjunto de rodas traseiras foi adicionado para reduzir a saliência traseira. As molas no nº 2 foram ajustadas e os pinos da manivela encurtados para reduzir sua oscilação.
Sucesso depois da McConnel: 1886-1880s
A ferrovia abriu com duas locomotivas, uma era um vagão e a outra transportava mercadorias. Elas eram operadas sob uma regra de "uma locomotiva a vapor" para garantir que não colidissem uma com a outra. No início, as locomotivas eram mantidas em um galpão feito de madeira no Ty Dwr, na estação de Abergynolwyn. Isto foi quando o principal departamento de engenharia do Tayllyn estava sendo construído em Pendre. O departamento de engenharia foi inaugurado em 17 de fevereiro de 1867.
Quando o Talyllyn abriu, havia duas estações de trem que visitou, uma em Pendre e a outra em Abergynolwyn. Em 1867, a estação em Rhydyronen foi aberta. Em 1873, as estações de Brynglas e Dolgoch foram abertas. Finalmente, uma linha que corria da estação de Abergynolwyn até a atual vila de Abergynolwyn foi aberta. As pessoas podiam descer uma colina da estação até a cidade. De lá, as pessoas podiam pegar um dos muitos bondes que passavam pelo vilarejo. Suprimentos como carvão, materiais de construção e outras coisas eram enviados pela inclinação da estação de trem para o vilarejo.
A ferrovia usou locomotivas a vapor quando abriu. As duas locomotivas originais foram feitas pela Fletcher, Jennings & Co. de Whitehaven, na Cumbria. Ambas ainda são usadas hoje, mas muitas das peças dentro e fora foram substituídas. Talyllyn tem uma bitola rara. Pensa-se que isto corresponda à bitola do Corris Railway. As locomotivas no Talyllyn podem ser as mais antigas de seu tipo para garantir que elas se encaixem nesse tipo de bitola. As locomotivas, Talyllyn e Dolgoch costumavam carregar ardósia da pedreira em Tywyn. Também transportava outras coisas. Os trens que transportavam pessoas, chamados trens de passageiros, viajavam entre Abergynolwyn, Dolgoch e Pendre. Os homens que trabalhavam nas pedreiras também viajavam em trens, apesar de não poderem ser usados pelo público. Esses trens viajavam de Abergynolwyn para Alltwyllt e para Nant Gwernol.
A linha foi muito bem sucedida quando ela foi aberta. A partir de 1880, 300 pessoas trabalhavam na indústria de ardósia local. Mais de 8.000 toneladas (8.100 t) de ardósia eram enviadas por trem a cada ano. Mais de 11.500 pessoas percorreram a primeira estrada dos trens em 1867. Em 1877, mais de 23.000 pessoas estavam usando o trem.
Menos dinheiro é feito: 1880s-1910
A partir da década de 1880, o "Grand Tour" era popular entre as pessoas que visitavam a área, chamadas de turistas. As pessoas podiam pegar os trens do Talyllyn e Corris e passar pelo Tal-y-llyn Lake e Cadair Idris. Depois, quando retornavam, podiam usar os trens Cambrianos. A necessidade de ardósia diminuiu durante os últimos vinte anos da década de 1880. Muitas pedreiras demitiram pessoas ou fecharam. Mesmo as pedreiras que desenterraram mais ardósia devido ao fechamento de outras pedreiras, muitas vezes acabavam fechando. Isto diminuiu a necessidade dos trens e fez com que as empresas ferroviárias ganhassem menos dinheiro.
Haydn Jones : 1911-1950
Eventualmente, a maior pedreira da área, Bryn Eglwys fechou. A maioria das pessoas que tinham empregos em Abergynolwyn trabalhava naquela pedreira. Muitas pessoas ficaram feridas com o fechamento. Um homem que vivia em Abergynolwyn, chamado Henry Haydn Jones, comprou Bryn Eglwys. Ele também se tornou deputado do Partido Liberal representando Merioneth. A pedreira, que havia sido fechada, foi reaberta em janeiro de 1911. Haydn Jones não tinha dinheiro para colocar na pedreira. Mas, quando os trabalhadores começaram a minerar na pedreira, eles retiraram a ardósia da seção "Veia Larga". Essa seção tinha ardósia que era muito dura. Não era popular e a maioria das pessoas não queria comprá-la. Eles deixaram de receber ardósia da "Veia Larga" e começaram a receber ardósia da "Veia Estreita", que tinha ardósia que era mais suave e que as pessoas queriam comprar. Era muito caro construir uma nova mente na "Veia Estreita". Assim, para economizar dinheiro, Haydn Jones fez entradas muito pequenas na mina, que eram consideradas inseguras por muitas pessoas. As vendas de ardósia aumentaram durante a Primeira Guerra Mundial porque as pessoas começaram a construir novos edifícios depois que foram destruídos na guerra.
Depois que a guerra terminou, e depois de 1920, as pessoas começaram a viajar mais para ver as vistas da Grã-Bretanha. O número de pessoas que escreveram no Talyllyn aumentou e lugares que uma vez armazenavam ardósia foram usados para sentar pessoas, em vez disso. Os turistas podiam até alugar vagões de ardósia, que eram usados apenas para transportar ardósia, como uma coisa divertida de se experimentar. Uma ferrovia gravitacional era usada para transportar pessoas nos vagões. As pessoas não podiam mais andar nos vagões a partir da década de 1930. Os turistas trouxeram mais dinheiro para a área e ajudaram a sobrevivência da ferrovia, mas, Haydn Jones nunca ganhou dinheiro.
O contrato de aluguel da Bryn Eglwys terminou em 1942. Mas, Haydn Jones pôde renová-lo a cada ano. As pessoas ainda estavam visitando a área como turistas. Em outubro de 1942, dois trens de ida e volta funcionavam na segunda, quarta e sexta-feira. A viagem foi de 45 minutos de ida. Eles não deixavam as pessoas andarem nos trens nas terças, quintas, sábados e domingos. Em 1946, foi um colapso em Bryn Eglwys. A pedreira foi chamada de insegura e as pessoas não podiam usá-la. Estava fechada. Haydn Jones continuou a dirigir a ferrovia e disse que o faria até a sua morte. Em 1947, a maior parte das ferrovias na Grã-Bretanha foi comprada pelo governo. Talyllyn permaneceu de propriedade de Haydn Jones. Entre 1947 e 1949, as pessoas podiam andar de trem dois dias por semana. Haydn Jones faleceu em 2 de julho de 1950. A ferrovia permaneceu funcionando até 6 de outubro.