ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道
当初は、ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道は大半の近代的な鉄道とはほとんど似つかない、従来の馬車鉄道のような方法で運営されていた。ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道は線路を所有しているだけで列車を運行せず、鉄道に対して使用料を払えば誰でも蒸気機関車や馬の牽引する列車をその路線の上で運行することができた。この線路所有と列車運行の分離は運河の形態に似ていて、運河ではしばしば運河所有会社は独自に船を運航することが禁じられていた。ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道には時刻表もいかなる形態の中央での管理組織もなかった。列車は好きな時に運行され、しばしば線路の途中でライバル会社の運行する対向列車と出会って通行の優先権を巡って争いが勃発していた。
この混乱したように見えるやり方も、馬が牽引する列車に対しては十分適用可能であったが、高速な蒸気機関車が列車を牽引するようになると、正面衝突が致命的な結果をもたらすため、実行不可能になった。蒸気機関車の登場と共に、新しい運行方式の開発が必要となった。
1833年に鉄道はミドルスブラ(Middlesbrough)まで延長された。これにより、ミドルスブラ付近でのティーズ川はもっと深かったので、海までの石炭輸送が高速化された。より上流のストックトン・オン・ティーズ周辺では川が浅くて船舶運航を妨げていたのである。1834年には競合鉄道路線のクラレンス鉄道(Clarence Railway)がやはり石炭の出荷を目的に建設され、ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道のシルドンから分岐して、ミドルスブラと川の対岸にあるハーバートン・ヒル(Haverton Hill)やポート・クラレンス(Port Clarence)まで伸びていた。
A Place In History — ダーリントン鉄道博物館の歴史に関する本
しかし、多くの人はまだ蒸気機関が馬に取って代わって生き残っていけるとは確信していなかった。そのため、ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道でも、蒸気機関車が導入に値すると証明されるまでは、馬による牽引がほとんどであった。
ストックトン・アンド・ダーリントン鉄道で初めて走った機関車は、ロバートが不在の間にティモシー・ハックワース(Timothy Hackworth)をワイラム(Wylam)から招いてスチーブンソン工場で製作したロコモーション1号(Locomotion No 1)であった。ロバートが戻って来た後には、ハックワースはシルドン工場(Shildon railway works)でメンテナンスを担当した。ロコモーション号では、車輪同士を連結するために歯車を用いる代わりに初めて連結棒(カップリング・ロッド)を採用した。
路線の公式開業日は1825年9月27日で、最初の蒸気機関車牽引の旅客列車が最大600人の乗客を乗せて走った。最初の旅客列車はそれほど速くはなく、最初の12マイル(19 km)を走るのに2時間を掛けた。大半の乗客は屋根のない石炭車に乗っていたが、1両の実験的な客車もつないでおり、車輪の上に木製の覆いを取り付けたような"ジ・エクスペリメント"(The Experiment)と呼ばれる車両が高官たちを乗せていた。
実験的な定期旅客運行が間もなく始められ、当初は御者が連れてきた馬が車両を牽引していた。蒸気機関車は旅客輸送は契約外で、石炭輸送列車に限定されていた。輸送に使用する石炭は、荷主が提供する、つまり貨物の一部を使用するか、あるいは定率の費用で支払われており、燃費を改善しようとするインセンティブに欠けていた。