La concesión de esta línea fue otorgada inicialmente a Sociedad General Catalana de Crédito y Sociedad Valenciana de Crédito y Fomento, de la que eran sus principales dirigentes los Srs. Alembrade y Campo, respectivamente, en 1861. José Campo quedó como único propietario y el 5 de marzo de 1862 transfirió sus derechos a una nueva empresa, con el nombre de la que se exhibe, si bien él fue el adjudicatario de las obras de construcción. En 1862 se abrió el tramo Valencia-Castellón, en 1863 Castellón-Benicasim; hasta 1868 no hubo unión con Tarragona. En 1892 la Cía. De los Ferrocarriles del Norte de España la absorbió, mediante la entrega de obligaciones de ésta a los accionistas de la absorbida.