由美国兴建，目的是在1849年加利福尼亚淘金潮时增加美国东部至加利福尼亚的客货运输。美国国会自1850年起为营运客运和邮件运送的蒸汽船公司提供资助，并支持一部分铁路兴建费用，首列营运列车在1855年1月28日开行。通车时称为跨洋铁路，后来有人将之称为横贯大陆铁路，尽管其只横跨南北美洲狭窄的地崃。巴拿马运河铁路一度同时由营运美国东西岸的客运和邮件运送船公司持有和营运。此铁路线对半世纪后兴建平行的巴拿马运河有着重要的作用。