Dicha concesión fue transferida al año siguiente a la recién formada Sociedad del FF.CC del Llano de Maipo, quien finalmente lo construyó y puso en servicio por tramos: en octubre de 1891 entró en servicio el tramo entre Providencia y Bellavista.

[2]​ Como idea original, este ferrocarril fue concebido para que en un futuro cercano conectara Chile con Argentina, a través del sector del Cajón del Maipo, como avance para este proyecto en una primera etapa los nuevos dueños, planearon extender las líneas hasta San José de Maipo, pero diferentes eventos evitaron que esto ocurriera, concretando solo una prolongación hasta el sector de Barrancas ubicado aproximadamente a más de 1 kilómetro de Puente Alto.

En 1925 la vía fue electrificada por la empresa alemana Siemens-Schuckert que adquirió el ferrocarril ese mismo año, convirtiéndolo en un servicio interurbano.

Inicialmente se utilizaron locomotoras a vapor en su mayoría fabricadas por la estadounidense "Baldwin Locomotive Works", y luego de la electrificación del trazado, por máquinas eléctricas Siemens-Schucker.

El único tramo donde corrían las dos vías juntas fue entre la estación Puente Alto y la avenida Eyzaguirre.

[19]​ Enrique Espinoza describe una estación denominada «Departamento» en el kilómetro 8, cercano al actual cruce de la avenida Vicuña Mackenna con Departamental.