El 9 de junio de 1852, bajo la presidencia del alcalde José María de la Herrán, se trató en cabildo el punto "Ferro-carril". El ayuntamiento fue invitado por el gobernador de la provincia a proponer medios para subvencionar la obra, destacando sus ventajas para la ciudad.
El gobierno mostró gran interés en el ferrocarril, convocando a los ayuntamientos a una reunión con el Ministerio de Fomento. Se designó una comisión para elaborar un informe sobre la conveniencia del tren para la ciudad y proponer cómo abordar la propuesta.
La comisión propuso contribuir con 2.000.000 de reales (mediante un impuesto de dos cuartos al pan durante cuatro años) para el proyecto ferroviario, argumentando sus ventajas vecinales. Se aprobó la ayuda, siempre que el tren pasara por la ciudad y el pan no superase los veinte cuartos.
Puente de la Casería para paso del tranvía, al fondo la estación y a la derecha la casa que había en el camino de la Cruz y la huerta San Miguel
El gobernador civil desmintió el rumor sobre el final de la línea en El Puerto de Santa María o El Trocadero. En diciembre de 1852, comunicó al ayuntamiento de San Fernando que debía contribuir con 782.899 reales de vellón de los treinta millones ofrecidos por la diputación provincial. Previamente, el ayuntamiento propuso dos millones, pero sin formalizarlo. El gobernador advirtió que mantener esa cifra implicaría nuevos impuestos.
Entre junio de 1853 y abril de 1855 hubo contactos con el ayuntamiento de Cádiz para impulsar el proyecto de ferrocarril. Se formó una comisión en Cádiz, incluyendo concejales y vecinos de La Isla (San Fernando), para eliminar obstáculos. En abril de 1856, el diputado a Cortes José González de la Vega propuso al Congreso una línea férrea de Cádiz a Jerez, pasando por San Fernando, como la ruta más directa hacia Sevilla. Sugirió ramales a Chiclana, Medina Sidonia, El Puerto de Santa María, Rota, Chipiona, Trebujena, Sanlúcar de Barrameda y Puerto Real, lo que facilitaría el comercio y la exportación de productos de la provincia. Esta línea se consideraría de interés general y no perjudicaría a la existente entre El Puerto de Santa María y Jerez.
El ferrocarril llegó a San Fernando el 13 de marzo de 1861, finalizando la obra iniciada en 1852 para unir Madrid con Cádiz. La inauguración se celebró con festejos, discursos políticos y actos populares, marcando el inicio de una nueva etapa de progreso para la ciudad.
La doble vía a su paso por San Fernando ya se previó desde el principio. Basta contemplar la imagen del viejo puente de la Casería y la anchura por donde discurría el popular camino de la vía, el cual era utilizado como lugar de paseo. Incluso la fiesta de Mártires era celebrada allí por los vecinos que vivían más distantes de la ermita del cerro.
El trazado inicial del ferrocarril en San Fernando tuvo que desviarse, pasando más atrás de la prevista Avenida Pery Junquera, debido a las quejas del observatorio en 1857. El director argumentó que las vibraciones del tren dañarían los aparatos de precisión, imposibilitando la observación, e incluso sugirió pagar la construcción de un nuevo observatorio. Finalmente, se aprobó el trazado con la condición de que la vía pasara a más de 300 metros del observatorio y los trenes redujeran la velocidad al pasar.
En la posguerra, los más necesitados y los "buscavidas" recogían carbón junto a las vías para venderlo o usarlo. También era el camino para quienes viajaban a pie o en bicicleta a pueblos cercanos (especialmente al Arsenal de la Carraca) por no poder pagar el billete.
El puente original sobre la vía férrea, con bases de piedra ostionera y parte superior de madera, se ubicaba en el camino de la Cruz al Barrio de la Casería de Ossio. También se construyeron tres puentes metálicos para cruzar los caños, antes y después de la estación de madera junto a la Glorieta. Entre 1901 y 1906, la Compañía de Tranvías de Cádiz a San Fernando y la Carraca modificó el puente, dándole el aspecto recordado en fotos antiguas, para soportar el peso de los tranvías.
La Glorieta se urbanizó tras la llegada del tren a San Fernando, transformando un foco de infección y mala reputación que daba una pésima impresión a los viajeros. Cerca se encontraba el ramal métrico del “Tranvía del correo”, operado por la Compañía del Tranvía de Cádiz a San Fernando y Carraca, que recogía y trasladaba el correo en una vía muerta desde la Calle de Ricardo de Isassi. En el lugar estaban también la casa del jefe de estación junto al Patio de Pepe Mira, el callejón de chabolas "Chicho", el "muelle del pescado" y la nave de paquetería.
Hoy, una moderna estación subterránea de Cercanías Cádiz - Jerez ocupa el lugar de aquellas instalaciones. Aún se aprecian restos del inicio de los ramales que partían de allí.
La glorieta exhibe una antigua locomotora de vapor de la Azucarera Jerezana, restaurada por alumnos del IES Sancti Petri, sobre vías de ancho ibérico (1,66m). Su numeración "SM" se debe a que formó parte del proyecto inconcluso de la línea Santander - Mediterráneo.
Otro recuerdo ferroviario es la torre y depósito de agua para locomotoras de vapor, junto al antiguo paso a nivel de la Glorieta y la casa del guardabarreras. Esta construcción, típica de la Compañía de Ferrocarriles Andaluces, no tiene protección cultural, pero es un interesante y desconocido elemento de "arqueología ferroviaria".
Construida con piedra ostionera y ladrillos, muestra tabicados rudimentarios en los huecos de las antiguas puertas.
Sorprendentemente, conserva la escalera superior fija para acceder al depósito y el tirador para liberar el agua.
Las obras del tramo soterrado en San Fernando no fueron tan grandes como en Cádiz y sólo supusieron reorganizar el tramo del paso a nivel de la glorieta y la nueva estación. Durante las obras se habilitó un desvío provisional con apeadero en las inmediaciones.