明治初期には馬で石炭を運び、中期には蒸気機関車、大正には電気に代わる。
1878年（明治11年）工部省三池鉱山局によって馬車鉄道を敷いたのが始まりとされています。三井に払いさげられた後に團琢磨が鉄道の設計に着手し、1891年（明治24年）には蒸気機関車が開通。1897年（明治30年）には現在の鹿児島本線と直結しました。陸路で石炭を各地に運搬できるようになり、その後1905年（明治38年）には三池港まで走らせ、海路にもつないでいきました。
三池炭鉱専用鉄道は1923年（大正12年)に全線電化に代わっていますが、旧国鉄東海道本線の全線電化は1956年（昭和31年）です。三池炭鉱がいかに先進的な取り組みを続けてきたのかを推し量る材料にもなります。

鉄道網は最盛期には総延長150kmにも及んだ。
炭鉱鉄道の本線は大牟田の各坑口から荒尾市の万田坑を結ぶようにＵ字形に走っています。
そこから枝線が分かれ、炭鉱と主要な工場や駅、三池港を結び、最盛期には総延長距離が150kmにもおよびました。この鉄道網は通勤者や石炭も運び、三池炭鉱の大動脈として活躍していました。

明治、大正には石炭、今は化学工場への原材料運搬に活躍中。
ピー、フゥワ～ホ～、ピ～と哀愁ある汽笛を鳴らし、動輪の横からは白い蒸気、煙突からは淡いねずみ色の煙を吐きながら走る蒸気機関車はもう見ることはできませんが、電気機関車20トン型（20-B3）は今も三井化学の引っ込み線にあります。全国の鉄道マニア、特に撮り鉄といわれるカメラ愛好家にとっては、不定期に走るこの列車撮影のために大牟田に滞在するほどの人気です。
宮原炭鉱跡の無料駐車場には篤志家の寄付によって建てられたトイレがこの20トン型を使って作られています。