A ferrovia foi inaugurada em 2 de fevereiro de 1885. A viagem entre Paranaguá e Curitiba durou 9 horas.

A construção da ferrovia começou oficialmente em fevereiro de 1880. Considerada impraticável por inúmeros engenheiros europeus à época, a obra teve início em três frentes simultâneas: entre Paranaguá e Morretes (42 km), entre Morretes e Roça Nova (38 km) e entre Roça Nova e Curitiba (30 km).
O objetivo era estreitar a relação entre as cidades do litoral paranaense e a capital do Estado, com vistas ao desenvolvimento social do litoral. Além disso, era imprescindível ligar o Porto de Paranaguá aos estados do Sul do Brasil, para que se desse vazão à produção de grãos dos estados e, dessa forma, garantir apoio ao desenvolvimento econômico da região.
Para a obra, foram recrutados mais de 9.000 homens, que ganhavam entre dois e três mil réis por jornada. A maioria deles vivia em Curitiba ou no litoral, e era composta de imigrantes que trabalhavam na lavoura.
O esforço e ousadia de trabalhadores braçais, engenheiros e outros profissionais resultou numa das mais ousadas obras da engenharia mundial.
Depois de cinco anos, a ferrovia foi inaugurada em 2 de fevereiro de 1885. Participaram da primeira viagem engenheiros, autoridades federais e locais, jornalistas e outros convidados. A viagem entre Paranaguá e Curitiba durou nove horas: ao chegar à Capital, mais de 5.000 pessoas aguardavam o trem.
Em seus 110 quilômetros de extensão, a ferrovia guarda centenas de obras de arte da engenharia: são 13 túneis ativos e 1 desativado, 30 pontes e inúmeros viadutos de grande vão.
Destacam-se a Ponte São João, com 55 metros de altura, e o Viaduto do Carvalho, que liga os túneis 4 e 5, assentado sobre cinco pilares de alvenaria na encosta da rocha – a passagem por esse trecho provoca a sensação de uma viagem pelo ar, como se o trem estivesse flutuando. Foi a primeira obra com essas características a ser construída no mundo.
Poucos destinos no Brasil têm o valor histórico dos passeios pelos trilhos da Serra Verde Express. É compromisso da Empresa mantê-lo em funcionamento de forma sustentável, com respeito à Serra do Mar que cerca todo o caminho e também às pessoas que fazem possível sua existência: turistas, funcionários da Empresa e outros profissionais do Turismo.
Concessão da ferrovia Paranaguá – Curitiba
Em 1.996, a Rede Ferroviária S/A (RFFSA) encerrou suas operaçôes na Ferrovia Paranaguá – Curitiba e teve início o processo de privatização por concessão. Ainda que o processo do trem turístico tenha sido o primeiro a ser iniciado, sua conclusão deu-se após o fim da licitação para a concessão do trem de cargas.
A assinatura do contrato pela Serra Verde Express aconteceu no dia 1º de março de 1.997. Porém, devido à necessidade profunda de restauração dos vagões, a primeira viagem ocorreu apenas no dia 1º de maio do mesmo ano, com quatro vagões totalmente recompostos em operação.
Ao longo do ano, os outros vagões foram sendo restaurados e, no início do ano seguinte, a Serra Verde Express conseguiu operar com sua composição máxima