สถานีต้นทางรถไฟ คือ สถานีหัวลำโพง ตั้งอยู่ริมคลองหัวลำโพง [11] ปัจจุบันคือบริเวณถนนพระราม 4 ตรงข้ามกับสถานีรถไฟกรุงเทพในปัจจุบัน สถานีปลายทางคือ สถานีปากน้ำ ปัจจุบันเป็นถนนหน้าทางเข้าท่าเรือข้ามฟากไปฝั่งพระสมุทรเจดีย์[11] ระหว่าง พ.ศ. 2436 ถึง พ.ศ. 2459 มีสถานีรายทางทั้งสิ้น 10 สถานี และเพิ่มเป็น 12 สถานีจนสิ้นสุดการเดินรถ

ค่าโดยสารไปกลับราคา 1 บาท ส่วนรายสถานีคิดค่าโดยสารระยะสถานี สถานีละ 1 เฟื้อง มีขนาดราง 1.00 เมตร ขบวนรถโดยสารหนึ่งขบวนจะประกอบไปด้วยตู้โดยสารสี่ตู้ และโบกี้ห้ามล้ออีกหนึ่งโบกี้ มีระดับชั้นที่นั่งสองระดับคือชั้นสองและชั้นสามเท่านั้น ทั้งนี้ตลอดหนึ่งชั่วโมงของการเดินทางจะต้องผ่านสะพานข้ามคูคลองจำนวนมากซึ่งสะพานส่วนใหญ่ทำจากไม้ มีเพียงบางส่วนที่เป็นไม้กับเหล็ก[10]

การเดินรถในระยะแรก ใช้หัวรถจักรไอน้ำ ผลิตโดยบริษัท Krauss & Co of Munich[10] จากเมืองมิวนิก ประเทศเยอรมนี[11] จนกระทั่ง พ.ศ. 2468 จึงได้เปลี่ยนเป็นรถไฟฟ้าเช่นเดียวกับรถรางในกรุงเทพฯ[4] อย่างไรก็ตามกิจการทางรถไฟสายปากน้ำต้องประสบกับการขาดทุนด้านทางราชการจึงให้เงินกู้ยืม ถือเป็นครั้งแรกที่ให้บริษัทต่างชาติกู้ยืมเงิน ทั้งนี้ก็เพื่อรักษาทางรถไฟสายแรกของไทยให้ดำเนินกิจการต่อไปได้[4]

ในปี พ.ศ. 2492-3 ทางรถไฟสายปากน้ำได้มีการใช้รถไฟฟ้าจากบริษัทนิปปอนชาเรียวของญี่ปุ่นแทนการใช้รถจักรไอน้ำด้วยมีประสิทธิภาพกว่าประกอบกับกำลังได้รับความนิยม[10] โดยได้เปิดการเดินรถพร้อมกับรถไฟฟ้าของโตเกียว[12] ลุมาจนถึงช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง รถรางสายปากน้ำได้รับความเสียหายเนื่องจากสายเคเบิลไฟฟ้าถูกตัดขาดที่บริเวณบางจาก แต่ก็ยังคงเปิดดำเนินการอยู่ตามปกติ โดยพนักงานรถรางจะต้องปีนขึ้นไปบนหลังคารถแล้วบังคับแหนบรับไฟให้สามารถรับกระแสไฟฟ้าได้โดยตลอด ในขณะที่รถผ่านบริเวณจุดที่เกิดความเสียหายเพื่อให้รถรางสามารถวิ่งต่อได้จนถึงปลายทาง[10]