En un comienzo abarcaba una distancia de 134 km entre las ciudades de Santiago y San Fernando, uniendo 24 comunas situadas en las regiones Metropolitana y del Libertador General Bernardo O'Higgins.
[3] Los primeros servicios de trenes suburbanos en Santiago fueron establecidos el 4 de febrero de 1965 con la creación de los «Trenes populares», los cuales circulaban inicialmente entre las estaciones Alameda y Lo Espejo —ese mismo año fueron extendidos hacia Mapocho por el norte y San Bernardo por el sur—, y para los cuales se habilitaron paraderos (que no siempre correspondían a estaciones ya establecidas, y que no contaban con boleterías).
[6] Para la puesta en marcha del sistema, se reacondicionaron tres Automotores Eléctricos Locales (AEL), fabricados por las empresas japonesas Hitachi, Toshiba y Kawasaki,[8] y adquiridos a través de Nissho Iwai en 1973 por encargo de EFE.
[20] En 2012, se añadieron nuevas estaciones al servicio de Metrotren pertenecientes a la Región del Maule, denominado «Expreso rural del Maule» en las ciudades de Curicó, Talca y Linares, el que actualmente se encuentra cancelado.
El Nos Xpress contempla un recorrido desde la estación Alameda hasta Nos con frecuencias de 12 a 6 minutos, mientras que para Rancagua se contempla que el servicio evite las estaciones hasta Nos, reduciendo el tiempo de viaje a 40 minutos.
(o su equivalente) manteniendo las mismas tarifas y condiciones que operan en este sistema, usando los tramos tarifarios correspondientes al Metro (horario bajo, valle y punta), adjustándose al horario de operación que poseen los buses de Transantiago.
Sin embargo, se adquirieron 16 automotores X'Trapolis Modular, que funcionan a base de 3000 voltios.
Actualmente el material rodante de Metrotren está dividido según el servicio en el cual operan, quedando en Metrotren Nos los 16 automotores X'Trapolis Modular y para el servicio a Rancagua 5 automotores UT-440, los cuales han sido reacondicionados para el servicio homologando sus puertas a la de los X'Trapolis Modular para la mayor altura de los andenes.
En un comienzo el servicio tenía tarifas que variaban según las estaciones de origen y destino.
El pasaje se efectuaba bajo la venta directa en las boleterías de las respectivas estaciones.
Los valores vigentes a la fecha son: El servicio Metrotren Rancagua posee como único medio pago la tarjeta TrenCentral, la cual se activa sin contacto y debe ser acercada a los torniquetes al ingresar y salir del servicio, dado que el cobro es por tramo recorrido, no existiendo una tarifa fija a diferencia del servicio Metrotren Nos.
Existe también un pase diario de 5000 CLP que permite realizar viajes ilimitados durante un día.
Además se actualizaron valores para las tarifas, reduciendo a dos horarios, pero manteniendo los tramos anteriormente diseñados.
En 2013, el presidente Sebastián Piñera y el ministro de transportes y telecomunicaciones, Pedro Pablo Errázuriz, anunciaron en el marco del nuevo Plan Maestro de Transporte Santiago 2025 la creación del un tren de cercanías a Melipilla o Melitrén en sentido este-oeste, el cual pretendía estar terminado hacia fines del año 2017.
El servicio comenzará en la estación Alameda y comprenderá once detenciones en Cerrillos, Lo Errázuriz, Vespucio, Maipú, Tres Poniente, Ciudad Satélite, Padre Hurtado, Malloco, Talagante, El Monte y Melipilla.