Se formó una "Sociedad Empresa del Ferrocarril del Sur" con accionistas particulares y el Fisco. Se trataba de unir Santiago con Talca, pasando la línea por las principales ciudades del tramo. El avance de las obras fueron: Santiago a San Bernardo 16 Kms. inaugurado el 16 sept. 1857. Abril de 1858, se llega hasta el río Maipo Km 27. A Rancagua en 1859, Km 81,8. En noviembre de 1862 se llega a San Fernando, Km 134. En 1868, se llega a Curicó, Km. 185. En 1862, una Ley autoriza la ruta Talca a Talcahuano, llegando a ese puerto en junio de 1873.
En 1872, se autorizan dos nuevas rutas que parten desde San Rosendo al sur: Una hasta Los Ángeles, y la otra hasta Angol; ambas se entregan al servicio en 1873. La línea al sur llegaba ya, hasta Renaico: Km. 551, al sur de Santiago. El tramo Curicó - Chillán, de 212 Km. se completó en 1877. Así quedaba unido Santiago con San Rosendo, con 499 Kms.
El conflicto bélico de 1879, paralizó los trabajos, pero finalizado éste, y a partir de 1881, se inician los estudios para continuar desde Renaico al sur, pasando por Collipulli y Victoria, hasta Temuco, por el valle central longitudinal sur. Desde 1873 a 1884, el Estado se preocupó de adquirir las acciones a los particulares y unificar todos los ferrocarriles particulares, en una sola administración, y se formó LA EMPRESA DE LOS FERROCARRILES DEL ESTADO, por Ley el 4 de enero de 1884.
El mismo año 1884, se inician dos nuevas rutas Angol - Traiguén con 72 Kms. y Renaico a Victoria con 75 Kms. La primera es en la actualidad, la unión de dos ramales; y la otra, la continuación de la línea central al sur. Ambas terminaron en 1890.
Una Ley del 31 de octubre de 1888, autorizó la construcción de la vía Renaico - Victoria - Temuco, y el Decreto del 31 de mayo 1890, indicaba que se continuara al sur de Temuco hasta Osorno: en total 403 Kms. En junio de 1895, el ferrocarril llega a Temuco, 691 Kms. de la línea central sur (desde Santiago) y a Osorno se llega en 1902, Km 953. Un tramo de 115 Kms. Pitrufquén - Antilhue se puso en servicio en 1906. En 1899 se daba término al tramo de 99 Kms. desde Pichi - Ropulli, Km. 886, al puerto de Valdivia.
Restaba aún, para unir Santiago con Pto. Montt, un tramo de 125 Kms. desde Osorno a Pto. Montt, que fue terminado en 1913, casi 60 años después de su inicio en Santiago. El total de esta línea central al sur son: 1.079,5 Kms. con trocha ancha de 1,676 mt. Como dato curioso se puede citar que esta obra tuvo total de $101.000.000. al cambio de 18 peniques ingleses a esa fecha (dato estimado).
Desde 1888, bajo la presidencia de Don José Manuel Balmaceda, los ferrocarriles del sur, recibieron un gran impulso que permitieron la construcción de las siguientes rutas:
- Santiago - Melipilla: 61 Kms. Trocha Ancha de 1,676 mt.
- Pelequén a Peumo: 28 Kms. Trocha Ancha de 1,676 mt.
- Prolongación del Ramal desde Palmilla hasta Alcones, que se había iniciado en 1872 y entregado el tramo de 39 Kms. en 1875. Centinela hasta Palmilla.
- De Tomé a la Línea Central al Sur, con trocha de 1,676 mt.
- De Coigue a Mulchén: 41 Kms. trocha ancha.
- De Talca a Constitución: 88 Kms. Trocha Angosta de Un Metro.