A comienzos del siglo XIX, Copiapó era el centro urbano situado más al Norte del territorio nacional, a las puertas del Despoblado de Atacama que separaba a nuestro país con Bolivia. En 1832, la zona cobró gran atractivo gracias al descubrimiento del mineral de Chañarcillo, lo que provocó una creciente migración poblacional desde otros puntos del país, así como también de productos y capitales. El hallazgo de nuevos yacimientos de plata y cobre en la zona, convirtió a Copiapó en el enclave minero más importante de la época.
Con el objetivo de facilitar las faenas y el traslado del mineral, se puso en marcha el proyecto del Ferrocarril Caldera-Copiapó y sus ramales. La empresa liderada por William Wheelwright, reunió a un importante grupo de capitalistas chilenos como Agustín Edwards Ossandón y Candelaria Goyenechea. Además, contrató a técnicos e ingenieros extranjeros para iniciar la construcción del primer ferrocarril en territorio chileno y el tercero a nivel latinoamericano. En 1851 se realizó el primer viaje de la locomotora Copiapó, importada desde Inglaterra y en 1852, los rieles ya comunicaban la localidad costera de Caldera con Copiapó recorriendo una distancia de 81 kilómetros de desierto.
El edificio de la Estación de Trenes de Copiapó se construyó en 1854 en el sector de la Chimba, al norte de la ciudad y formó parte de un conjunto integrado por bodegas y habitaciones para los funcionarios de ferrocarriles. El edificio central fue construido en madera con tabiquería de caña y barro, en un estilo colonial americano combinado con elementos neoclásicos. La estación destacó por su gran tamaño, pensado para guarecer a un tren completo en su interior.
Durante el siglo XIX, la Estación de Trenes de Copiapó fue una de las más importantes del país en cuanto a flujo de materias primas y pasajeros. En 1914 se integró a la Red Norte de Ferrocarriles del Estado, manteniéndose operativa hasta 1975. En 1978 recibió su último tren de pasajeros y desde entonces solo recibe transportes de carga administrados por Ferronor.
La Locomotora Copiapó es la locomotora más antigua que se conserva en Sudamérica. Pese a que la línea de ferrocarril en la que fue inaugurada, que iba desde Copiapó a Caldera, no es la más remota de América Latina, la locomotora sí es la más antigua que se conserva. Los antecedentes de los primeros ferrocarriles en el continente se remontan a la década de 1830, cuando se implementó la línea de Carolina del Sur, en Estados Unidos; y cuando se construyó en Cuba la línea desde La Habana a Guines, abarcando cerca de 140 kms. En América del Sur, anteceden a la línea de Copiapó la línea férrea de Guyana, construida en 1848, y el tren que iba desde Lima al Callao en Perú, inaugurado en mayo de 1851. La línea de Copiapó a Caldera fue la primera en Chile y fue construida en pleno auge de la minería de la plata y del salitre. Su primer tramo comenzó a funcionar en julio de 1851 desde Caldera hasta Monte Amargo y fue estrenada en diciembre de ese mismo año hasta Copiapó, con una extensión de más de 80 kms., posteriormente ampliada en cerca de 70 kms. adicionales. Fue el empresario William Wheelwright, quien junto a otros inversionistas, propuso al Gobierno de Manuel Bulnes la creación de un ferrocarril que facilitara el transporte de minerales desde Chañarcillo hacia el puerto; puesto que como accionista y socio de grandes compañías mineras, conocía de sobra las necesidades de abaratar los costos de transporte del mineral y las potencialidades del negocio.
