La sociedad se constituye, tras ser aprobada por Decreto de 18 de mayo de 1862, para explotar la concesión obtenida inicialmente por Miranda e Hijos para los tramos Palencia-León y León-Ponferrada. El 9 de noviembre de 1863 se abre al tráfico el tramo Palencia-León de 122,3 km, el 16 de febrero de 1866 el de León-Astorga de 51,9 km, el 17 de enero de 1868 Astorga-Brañuelas de 27,3 km y el 4 de febrero de 1882 el de Brañuelas-Ponferrada de 49,2 km. En 1865 se modifica el objeto de la compañía, para ampliarse a la construcción y explotación de la línea Ponferrada-La Coruña y León-Gijón, tramos que habían sido inicialmente concedidos a Ruiz de Quevedo. A partir de este momento la sociedad pasa a denominarse Compañía de los Ferrocarriles Palencia-La Coruña y de León a Gijón o del Noroeste de España y se amplía su capital a 98 millones de pesetas. En 1878, ante el incumplimiento de los plazos de ejecución de las obras en curso, el Ministerio de Fomento acuerda la incautación de la compañía.