Jernbanen benyttet damplokomotiv fra starten av, i motsetning til sin nabo, den hestetrukne Corris Railway. De opprinnelige to lokomotivene, selv om de varav helt annen utforming, ble begge kjøpt inn fra Fletcher, Jennings & Co. i Whitehaven i Cumbria, og begge er fortsatt i tjeneste, over 140 år senere, selv om mange av deres deler har blitt erstattet i løpet av årene slik at det meste av metallet ikke er det originale. Talyllyn jernbanes sjeldne sporvidde er antatt å ha blitt til for å passe sammen med sporvidden til Corris Railway, og linjens to opprinnelige damplok var blant de tidligste lokene laget for et slikt smalt spor. Nr. 1 er en 0-4-2ST (saltank) og Nr. 2 er en 0-4-0WT (brønntank). Linjen fraktet skifer fra steinbruddet til havnen ved Tywyn og andre handelsvarer lang sin linje. Offentlig befordring av passasjerer gikk opprinnelig kun mellom stasjonene ved Abergynolwyn, Dolgoch og Pendre; gruvearbeidere ble fraktet på uoffisielle tog som fortsatte videre fra Abergynolwyn til foten av Alltwyllt stigningen i Nant Gwernol juvet.