L'histoire du Réseau débute au milieu du XIXème siècle, lorsque la Compagnie du Nord, qui exploite alors plusieurs lignes à voie normale (1,435 m.) dans le nord de la France et le sud de la Belgique, ouvre un embranchement en gare de Noyelles sur Mer, sur la ligne Paris-Calais, pour rejoindre Saint Valery sur Somme dont le port est alors très actif.
A cette époque, le chemin de fer révolutionne les transports et chaque ville, chaque village rivalise d'arguments pour pouvoir être desservi par le chemin de fer.
En 1852, après avoir absorbé la Compagnie du Chemin de Fer d'Amiens à Boulogne, la Compagnie du Nord obtient la concession pour la construction puis l'exploitation de la ligne de Noyelles sur Mer à Saint Valery sur Somme.

Plusieurs projets s'affrontent, et finalement, le projet - particulièrement audacieux - de la Compagnie du Nord est retenu. Il prévoit de traverser l'estuaire de la baie sur une estacade longue de plus d'un kilomètre, ce qui permettait de réaliser une ligne de 4 700 m., alors que le projet concurrent, soutenu par la Commission Nautique, prévoyait une ligne longue de plus de 10 000 m.
Lors de la construction de cette digue, plusieurs voix s'étaient élevées pour s'assurer que la Baie de Somme ne serait pas perturbée par cette installation. A l'époque, il s'agissait de pouvoir maintenir la navigation sur la Somme et permettre aux voiliers de remonter l'estuaire de la Somme jusqu'Abbeville.
L’exploitation démarre en 1858 et la correspondance est assurée avec tous les trains s’arrêtant à Noyelles sur Mer. Vers 1880, le port de Saint Valery sur Somme, à l’activité conséquente, est desservi par une dizaine d’aller-retour quotidiens, dont certains en pleine nuit. A priori, l'exploitation de cette courte ligne se fit sans incident particulier au court des trente années qui suivirent. Les archives sur cette période sont rares.

Mais cette ligne à voie normale permit de préparer très concrètement l'arrivée de la voie métrique.
En effet, en 1865, la loi Migneret est promulguée. Elle crée les lignes "d'intérêt local", pour aider les départements à constituer un maillage complémentaire au réseau des grandes lignes, construites essentiellement à voie normale, classées d’intérêt général.
Finalement, c'est la loi de juillet 1880, succédant à celle de 1865, qui servira de référence pour la construction des lignes d’intérêt local. Elle permet aux collectivités (départements ou communes) de gérer l’établissement et la concession de ces lignes, financées sur des fonds publics ou privés et exploitées par des régies ou des concessionnaires privés dont les plus célèbres sont la Société Générale des Chemins de Fer Economiques (SE), les Chemins de Fer Départementaux (CFD) et les Voies Ferrées d'Intérêt Local (VFIL).
De nouvelles normes de constructions sont élaborées pour réduire les coûts de ces lignes dont le trafic prévu est relativement faible. La voie métrique (écartement de 1 mètre entre les deux rails), qui offre un matériel plus léger et un gabarit plus restreint que la voie normale tout en conservant une bonne capacité d’emport, est une des réponses les plus adaptées et sera largement développée en France, notamment entre 1885 et 1914. La guerre épuisera les finances collectives, ce qui portera un coup d’arrêt au développement des réseaux, puis les premiers camions, développés pour les besoins du conflit et qui envahissaient les surplus, commenceront à concurrencer le rail.