Así mismo, parte del patrimonio ferroviario móvil ha sido preservado y se encuentra expuesto en distintas ubicaciones de la provincia.

La línea fue finalmente construida por la británica Tharsis Sulphur and Copper Company Limited, que poseía varias minas en la zona onubense de Tharsis y se había hecho con la concesión ferroviaria antes en mano de inversores franceses.

Los ingenieros de la compañía «Tharsis» revisaron la propuesta original, introduciendo diversas modificaciones técnicas.

En 1867 el Estado español aprobó un proyecto de construcción del trazado, iniciándose los trabajos al poco tiempo.

[3]​ En Tharsis, Corrales y La Zarza se llegaron a articular varios complejos ferroviarios, con numerosas vías e instalaciones auxiliares.

[10]​ El tráfico de viajeros a través del ferrocarril minero se mantuvo hasta su supresión en 1967.

Aunque la línea Gibraleón-Ayamonte fue clausurada al tráfico en 1987, el trazado Gibraleón-Mezquita-Corrales se mantuvo en servicio durante algunos años más para los convoyes de mineral.

[12]​ En mayo de 1991[14]​ el ramal ferroviario Empalme-La Zarza fue cerrado al tráfico debido a la crisis que vivían las minas, siendo clausurado en 1992.

El resto del trazado se mantuvo abierto al servicio, pasando su administración a manos de Nueva Tharsis SAL en 1995.

[16]​ Con la clausura del ferrocarril la mayor parte de las instalaciones quedaron abandonadas y sin servicio.

[16]​ Una parte importante del histórico trazado se mantiene intacto, así como las estaciones de Tharsis, Empalme, Corrales, etc.

En 2008 el alcalde pedáneo de Tharsis adquirió las instalaciones ferroviarias como primer paso para su puesta en valor.[n.

La línea principal tenía una longitud de unos 47 kilómetros[18]​ y discurría en su mayor parte por un terreno eminentemente llano, si bien fue necesario levantar varios puentes metálicos en celosía sobre los barrancos de Meca, Medio Millar, Multa, San Bartolomé y Álamo.