Oorsprong en bouw: tot 1866
De leisteengroeve begon in de jaren 1830 in de heuvels boven Tywyn. Hoewel er veel kleine steengroeven en testniveaus werden aangelegd, werd er slechts één grote steengroeve ontwikkeld in de regio. Het was in Bryn Eglwys, 7 mijl (11 km) ten noordoosten van de stad. De ondergrondse werken begonnen in het begin van de jaren 1840. In 1847 werd de steengroeve door de plaatselijke landeigenaar John Pughe geëxploiteerd. De afgewerkte leien werden per pakpaard naar de werf van Pennal gestuurd. Ze werden vervolgens overgebracht naar boten voor een riviertocht naar Aberdyfi (ook wel bekend als Aberdovey). Uiteindelijk werden ze in zeeschepen geladen. Dit was een complexe en dure transportregeling die de productie van de steengroeve beperkte. In 1861 werd door het uitbreken van de Amerikaanse Burgeroorlog de aanvoer van katoen naar de molens in het noordwesten van Engeland stopgezet. Als gevolg daarvan zochten een aantal welvarende molenaars naar nieuwe zakelijke mogelijkheden om hun belangen te diversifiëren. Een van die eigenaars was William McConnel uit Lancashire. In 1859 kocht hij een huis bij Dolgellau, ten noorden van Tywyn. In januari 1864 richtte McConnel de Aberdovey Slate Company op. Het bedrijf verpachtte de grond inclusief Bryn Eglwys van de landeigenaar, Lewis Morris uit Machynlleth.
McConnel heeft zich ingezet om Bryn Eglwys te verbeteren om de productie te verhogen. In 1865 heeft zijn bedrijf geld gereserveerd voor de aanleg van een smalspoorlijn die de steengroeve met de haven van Aberdyfi verbindt. De smalspoorlijn Aberystwyth en Welsh Coast Railway breidde zich echter snel uit vanaf de basis in Machynlleth. In 1863 had deze spoorlijn Tywyn bereikt, dus besloot McConnel zijn lijn van de groeve naar Tywyn aan te leggen. Dit was het dichtstbijzijnde punt waar leisteen kon worden overgezet naar de standaard spoorlijn. Dit was ondanks het feit dat de lijn aanvankelijk geïsoleerd was van de rest van het systeem, omdat het moeilijk was om de monding van de Afon Dyfi naar het zuiden te overbruggen. Een wet van het parlement (28 en 29 Vict, cap cccxv) die de maatschappij toestond om passagierstreinen te exploiteren als een openbare spoorweg werd op 5 juli 186., De maatschappij benoemde James Swinton Spooner als ingenieur voor de bouw. Hij maakte plannen voor een relatief rechte lijn die gestaag van Tywyn naar de steengroeve zou stijgen en de werkzaamheden gingen snel van start. Tegen september 1866 was de bouw zo ver gevorderd dat de Board of Trade inspector Kapitein Henry Tyler een eerste inspectie kon uitvoeren en verslag kon uitbrengen.
Tyler's rapport leidde tot een ongewone wijziging. Er werd ontdekt dat het laadprofiel van de lijn te klein was. De binnenbreedte van de overbruggingen was slechts 277 cm, maar de passagiersrijtuigen van de spoorlijn waren 161,3 cm breed. Hierdoor was er aan weerszijden minder dan 61 cm vrije ruimte, wat minder was dan de minimaal vereiste afstand van 76 cm. Om dit probleem te verlichten, stelde McConnel voor om de deuren aan één kant van elke wagon permanent te vergrendelen en het spoor onder de bruggen uit het midden te laten zwenken. Dit zou in ieder geval aan de zijde met deuren voldoende vrije ruimte bieden en betekenen dat de reizigers uit de wagons kunnen stappen als de trein onder een brug stopt. Tyler stemde in met deze regeling en tot op de dag van vandaag hebben alle rijtuigen op de Talyllyn slechts aan één zijde deuren, een ongebruikelijk kenmerk voor een openbare spoorweg. Dit kenmerk wordt echter gedeeld met de naburige Corris Spoorweg, zij het om verschillende redenen. Tyler eiste ook dat er verbeteringen werden aangebracht aan de eerste twee stoomlocomotieven van de spoorwegen, omdat locomotief nr. 1 leed aan een te grote "verticale beweging" en nr. 2 zou lijden aan "horizontale oscillatie". Nummer 1 werd teruggegeven aan de fabrikant, waar een set volgwielen werd toegevoegd om de achterste overhang te verminderen. De veren op nr. 2 werden afgesteld en de krukaspennen werden ingekort om de oscillatie te verminderen.
Succes na McConnel: 1886-1880s
De spoorlijn opende met twee locomotieven, één was een wagon en de andere vervoerde goederen. Ze werden gereden onder een "één locomotief in stoom" regel om er zeker van te zijn dat ze niet tegen elkaar zouden botsen. In het begin werden de locomotieven bewaard in een houten loods bij Ty Dwr op het station Abergynolwyn. Dit was toen de belangrijkste technische afdeling van de Tayllyn in Pendre werd gebouwd. De technische dienst werd op 17 februari 1867 geopend.
Bij de opening van Talyllyn waren er twee treinstations die het bezocht, een in Pendre en de andere in Abergynolwyn. In 1867 werd het station in Rhydyronen geopend. In 1873 werden de stations Brynglas en Dolgoch geopend. Uiteindelijk werd een lijn geopend die van het station Abergynolwyn naar het eigenlijke dorp Abergynolwyn liep. Men kon vanaf het station een helling naar beneden nemen naar de stad. Van daaruit kon men een van de vele trams nemen die door het dorp reden. Voorraden zoals kolen, bouwmaterialen en andere zaken werden van het station naar het dorp gestuurd.
De spoorlijn gebruikte stoomlocomotieven bij de opening. De twee originele locomotieven werden gemaakt door Fletcher, Jennings & Co. van Whitehaven in Cumbria. Beide zijn nog steeds in gebruik, maar veel van de onderdelen binnen en buiten zijn vervangen. Talyllyn heeft een zeldzame spoorbreedte. Deze wordt geacht overeen te komen met het profiel bij Corris Railway. De locomotieven in Talyllyn zijn misschien wel de oudste in hun soort om te zorgen dat ze op dat type spoor passen. De locomotieven, Talyllyn en Dolgoch hebben vroeger leisteen uit de steengroeve van Tywyn vervoerd. Het droeg ook andere dingen. Treinen die mensen vervoerden, passagierstreinen genaamd, reden tussen Abergynolwyn, Dolgoch en Pendre. Mannen die op de steengroeven werkten, reisden ook in treinen, ondanks dat die treinen niet door het publiek konden worden gebruikt. Deze treinen reden van Abergynolwyn naar Alltwyllt en naar Nant Gwernol.
De lijn was zeer succesvol toen hij werd geopend. Vanaf 1880 werkten 300 mensen in de plaatselijke leisteenindustrie. Meer dan 8.000 lange ton (8.100 t) leisteen werd elk jaar per trein verzonden. Meer dan 11.500 mensen reden in 1867 voor het eerst met de trein. In 1877 maakten meer dan 23.000 mensen gebruik van de trein.
Er wordt minder geld verdiend: 1880s-1910
Vanaf de jaren 1880 was de "Grand Tour" populair bij mensen die het gebied bezochten, de zogenaamde toeristen. Mensen konden de Talyllyn en Corris treinen nemen en door het Tal-y-llyn meer en Cadair Idris gaan. Toen ze terugkwamen, konden ze gebruik maken van de Cambriaanse Spoorwegen. De behoefte aan leisteen vertraagde de laatste twintig jaar van de jaren 1880. Veel steengroeven werden afgevuurd of gesloten. Zelfs de steengroeven die meer leisteen ontgonnen door het sluiten van andere steengroeven werden uiteindelijk vaak gesloten. Hierdoor was er minder behoefte aan de treinen en verdienden de spoorwegmaatschappijen minder geld.
Haydn Jones: 1911-1950
Uiteindelijk is de grootste groeve in het gebied, Bryn Eglwys gesloten. De meeste mensen die een baan hadden in Abergynolwyn werkten in die groeve. Veel mensen werden gekwetst door de sluiting. Een man die in Abergynolwyn woonde, genaamd Henry Haydn Jones, kocht Bryn Eglwys. Hij werd ook parlementslid voor de liberaal die Merioneth vertegenwoordigde. De steengroeve, die gesloten was, werd in januari 1911 heropend. Haydn Jones had geen geld om in de groeve te stoppen. Maar toen de arbeiders in de groeve begonnen te ontginnen, trokken ze leisteen uit de "Broad Vein" sectie. Die sectie had leisteen die erg hard was. Het was niet populair en de meeste mensen wilden het niet kopen. Ze stopten met het verkrijgen van leisteen uit de Brede Ader en begonnen leisteen te krijgen uit de "Smalle Ader", die leisteen had die zachter was en die de mensen wilden kopen. Het was erg duur om een nieuwe geest te bouwen in de Smalle Ader. Dus, om geld te besparen, maakte Haydn Jones zeer kleine ingangen in de mijn, die door veel mensen als onveilig werden beschouwd. De verkoop van leisteen steeg tijdens de Eerste Wereldoorlog omdat mensen nieuwe gebouwen begonnen te bouwen nadat deze in de oorlog waren verwoest.
Na het einde van de oorlog, en na 1920, begonnen de mensen meer te reizen om de bezienswaardigheden van Groot-Brittannië te zien. Het aantal mensen dat op de Talyllyn schreef steeg en plaatsen waar ooit leisteen werd opgeslagen, werden in plaats daarvan gebruikt om mensen op te vangen. Toeristen konden zelfs leisteenwagons huren, die alleen werden gebruikt om leisteen te vervoeren, als een leuke ervaring. Een Zwaartekrachtrein werd gebruikt om mensen op de wagons te vervoeren. Vanaf de jaren dertig van de vorige eeuw konden de mensen niet meer in de wagons rijden. Toeristen brachten meer geld in het gebied en hielpen de spoorweg te overleven, maar Haydn Jones heeft nooit geld verdiend.
Het huurcontract op Bryn Eglwys eindigde in 1942. Maar, Haydn Jones kon het elk jaar vernieuwen. Mensen bezochten het gebied nog steeds als toeristen. In oktober 1942 reden er twee retourtreinen op maandag, woensdag en vrijdag. De reis duurde 45 minuten enkele reis. Op dinsdag, donderdag, zaterdag en zondag lieten ze de treinen niet rijden. In 1946 was er een instorting in Bryn Eglwys. De steengroeve werd onveilig genoemd en de mensen konden er geen gebruik van maken. Het was gesloten. Haydn Jones bleef de spoorweg runnen en zei dat hij dat zou doen tot hij stierf. In 1947 werden de meeste spoorwegen in Groot-Brittannië door de regering gekocht. Talyllyn bleef eigendom van Haydn Jones. Tussen 1947 en 1949 kon men twee dagen per week met de trein rijden. Haydn Jones stierf op 2 juli 1950. De trein bleef rijden tot 6 oktober.
