Jalur ini dirancang oleh Kerajaan Lombardia-Venesia yang dikuasai oleh Wangsa Habsburg Austria dan dibangun oleh perusahaan "Imperiale Regia Privilege Strada ferrata Ferdinandea Lombardo-Veneta dell'Imperatore" untuk menghormati Ferdinand I dari Austria. Pembangunannya terbagi menjadi beberapa bagian: bagian pertama yang diselesaikan menghubungkan kota Padova dengan Marghera dan dibuka pada tanggal 13 Desember 1842, dan merupakan jalur kereta api ketiga yang dibuka di Italia. Jalur Padova–Vicenza kemudian dibuka pada tanggal 11 Januari 1846 dan Milan–Treviglio pada tanggal 15 Februari 1846. Walaupun pembangunan sempat terhambat akibat Perang Kemerdekaan Italia Pertama, jalur Vicenza–Verona Porta Vescovo diresmikan pada tanggal 3 Juli 1849 dan kemudian diperpanjang ke Verona Porta Nuova pada tanggal 14 Desember 1852. Jalur kereta api lalu diperpanjang ke Brescia dan Bergamo via Coccaglio pada tanggal 22 April 1854. Jalur ini diselesaikan setelah jalur Bergamo-Treviglio dibuka pada tanggal 12 Oktober 1857. Kemudian jalur langsung antara Rovato dengan Treviglio yang tidak melewati Bergamo dibuka pada tanggal 5 Maret 1878 untuk mempersingkat jarak.