グレート・ノース・オブ・スコットランド鉄道
最初の機関車は車軸配置2-4-0のテンダー機関車で、機関車総監督のダニエル・クラーク(英語版)の設計に基づきマンチェスターのウィリアム・フェアベアン・アンド・サンズ(英語版)が製作した。最初の区間の開業に際して12両が発注され、うち7両が旅客用、5両が貨物用であった。すべての機関車に、クラークが特許を有する煙の除去装置を有し、燃費を改善するようになっていた。また塗装は緑に黒い縁取りをし、バッファーを取り付けた梁は赤であった。機関士と機関助士を覆う運転室はなく、ブレーキは炭水車の4輪に木製制輪子を押し付けるものであった。GNSRは5両の機関車のみで開業し、数日中にキティーブルースターでの衝突事故により1両が大きく損傷し、もう1両は機械的な問題を抱えていた。1854年末までにさらに2両の機関車が到着し、注文の残りは1855年夏までに納入された。1857年に旅客用機関車をさらに4両発注し、風よけ板と砂撒き装置が1860年に取り付けられ、1880年代には運転室も取り付けられた。ジョン・フォールズ・ラスヴェンが1855年にクラークの後を継いで機関車総監督となり、アバディーン港近くのウォータールーに向かう線で補助機関車として使うために、ベイヤー・ピーコックに2両の車軸配置0-4-0のタンク機関車を発注した。ウィリアム・コーワンが機関車総監督に就任した後、1859年から1861年にかけてさらに9両の機関車を取得した。
3号機はテンダー機関車で、ロザーハムのドッズ・アンド・サン(英語版)製のものが1854年に納入されたが、機械的欠陥があって決して満足できるものではなかった。1857年から1866年にかけてホーソンから4両の車軸配置0-4-2のテンダー機関車が納入され、この機関車はバンフシャー鉄道の3号機・4号機に類似したものであった。またディーサイド鉄道はバンフシャー鉄道4号機を1864年に購入した。これらの機関車のうちの1両は、大型の3軸テンダーを組み合わされ、アバディーンからバラターまで無停車で王室専用列車を牽引できるようにされていた。高速では不安定となることが判明したこれらのテンダー機関車は、1880年までに運用を終了した。
1866年以降会社の財務状況が悪かったため、長い間1両の機関車も購入もなく、1876年になってようやくニールソン製の車軸配置4-4-0の機関車を6両購入したが、一部はディーサイド鉄道の機関車置き換え用であった。これらの機関車は、以前のものより大きなボイラーと火室を備えており、最初から運転室を備えて製作された最初のものであった。続く12両の機関車には円形の泥はね除けが後ろ側の動輪に付いており、このために運転室の形が異なることになったが、火室に載せた真鍮製蒸気ドームや銅製のキャップを付けた煙突、火室とボイラーをつなぐ真鍮の帯などはそのままであった。
イギリスの鉄道網は1948年1月1日に国有化され、旧GNSR線はイギリス国鉄のスコットランド局(英語版)となった。支出削減のため、1950年1月2日にアルフォード支線は旅客営業を廃止し、1951年10月1日にはマクダフ支線も続いた。
1955年の近代化計画、公式には「イギリス国鉄の近代化と再装備」として知られる計画は、1954年12月に発表され、速度と信頼性の向上を目的として、蒸気動力を次第に電気動力とディーゼル動力へと置き換えていくことになっていた。1958年に、蓄電池式電車がディーサイド線に、ディーゼルレールバスがスペイサイド区間に導入された。ピーターヘッドとフレイザーバラへの列車は1959年から気動車に置き換えられ、1960年からはクロスカントリー型の気動車がアバディーンとインヴァネスを結ぶようになり、4駅に停車して2時間30分の所要時間を実現した。1961年までには、蒸気機関車が依然として使われている列車はティリーノートからバンフへの支線のみとなった。
1963年にリチャード・ビーチング(英語版)博士が「イギリス国鉄の再建」という報告書を公表し、イギリス鉄道網で非常に利用の少ない駅と路線を廃止する提案をした。アバディーンとキースを結ぶ本線のみが存続するが、そこでも各駅停車は廃止され、これ以外のすべての旧GNSR線は旅客営業を廃止することになっていた。ロジーマウス支線とバンフ支線は1964年に廃止され、翌年セント・コームズ支線、ダイスからピーターヘッドとフレイザーバラへの支線、スペイサイドの区間が廃止され、インヴァルリーまでの区間列車も廃止された。
漁港のピーターヘッド(英語版)およびフレイザーバラ(英語版)への路線を建設する許可を1846年に得たものの、その後の財政問題によりこの許可は失効した。1856年に対抗する法案が2本提出された。一方はフォーマーティン・アンド・ブカン鉄道(英語版)でありGNSRがバックについており、もう一方はアバディーン・ピーターヘッド・アンド・フレイザーバラ鉄道であった。両社とも2年間にわたって免許を得られなかったが、1858年になりフォーマーティン・アンド・ブカン鉄道が免許を受けた。ダイス(英語版)からオールド・ディア(1867年にミントロー(英語版)へ改称)までの29マイル(約47キロメートル)の鉄道は1861年7月18日に開通し、またキティーブルースターからダイスまでの本線も複線化された。翌年、ピーターヘッド駅(英語版)までの9マイル(約14キロメートル)が延長され、モード・ジャンクション駅(英語版)から北へ分岐してフレイザーバラ駅(英語版)まで1865年4月24日に開通した。アバディーンからフレイザーバラおよびピーターヘッドまで、1日に3本から4本の列車が運転されており、モードにおいて列車が分割されていた。所要時間は2時間半から2時間45分であった。この鉄道は1866年8月1日にGNSRに吸収合併された。
GNSRとハイランド鉄道は、1865年の時点でキースが双方の輸送を連絡する地点であると合意していた。しかし1886年にはGNSRはエルギンまでの2本の路線を有しており、ハイランド鉄道の直線的な経路に比べて距離が長いものの、より人口の多い地域をカバーしていた。キースとエルギンの間の海岸路線は87.5マイル(約140.8キロメートル)あるが、クラゲラチー経由の80.75マイル(約130.0キロメートル)の路線よりも勾配が緩かった。ハイランド鉄道のインヴァネスから南への本線はフォレスを経由しており、GNSRは競合事業者であるハイランド鉄道がエルギンへの路線を支線扱いしていると信じていた。1883年にインヴァネスから南へより短い経路の路線が独立した会社によって提案されたが、ハイランド鉄道がより短い路線を提案すると約束したことから法案が議会で却下された。翌年、ハイランド鉄道のアヴィモアから南へのより直線的な路線だけでなく、GNSRがスペイサイドからの支線をインヴァネスまで伸ばす提案を行った。ハイランド鉄道の経路が選択されたが、GNSRは旅客も貨物もどの分岐点でも連絡することができ、通しの予約ができ、そして列車は便利なように設定されるとの権利を得た。
ジェームズ・マンソン(英語版)が1883年に機関車総監督に就任すると、当時の機関車設計を導入し、内側シリンダー、運転室側面のドア、真鍮製蒸気ドームと煙突の銅製キャップの廃止などが行われた。最初の6両は1884年にリーズのキットソンによって製作され、さらに同様の形式であるがやや軽い3両が1885年に製作された。GNSRはディーサイド鉄道、マレーシャー鉄道、バンフシャー鉄道からほとんどのタンク機関車を継承しており、どれも置き換えが必要になっていたため、1884年に6両が納入され、さらにやや大型の3両が翌年納入された。イギリス国内で初めて運転室側面にドアを備えたタンク機関車であり、これらは近郊列車の牽引に使用され、1両はフレイザーバラのセント・コームズ軽便鉄道で使用するためにカウキャッチャーを装備した。1887年にキティーブルースター工場で2両の機関車を製作した。手狭になっていた修理工場では4両の機関車分の空間しかなかったのであるが、取締役会は自社で機関車を製作することで300ポンドから400ポンドを節約できると期待したのである。1888年にキットソンで、3軸テンダーを備えた急行用機関車を9両製作し、さらにスチーブンソンで4軸テンダーを備えた6両を製作した。このうち1両は1914年に過熱蒸気発生装置の試験を行って成功した。マンソンの設計した後期の機関車のほとんどは、最終的に過熱蒸気発生装置を取り付けられ、その改造の際に4軸テンダーは3軸テンダーにほとんどが取り換えられた。