Posterior a que fuera construido el ferrocarril de Calera a Cabildo, en 1887 se planificó un ferrocarril que uniera el puerto de Papudo con la comuna de Petorca, con la necesidad de dar salida a la costa a los productos provenientes de los valles de La Ligua y Petorca, para lo cual se presentó la idea del Ferrocarril de Rayado a Papudo y El Trapiche.^[2]​ La construcción del ramal se inició en 1906 y fue inaugurado en 1910, contando inicialmente con 7 estaciones.^[3]​ Originalmente el ramal comenzaba en la estación Rayado hacia la estación Papudo, pero debido a la construcción del trazado costa del Ferrocarril Longitudinal Norte en 1943, el ramal pasó a comenzar desde la estación Quinquimo.

El ramal operó con normalidad hasta mediados de la década de 1960, cuando los servicios de pasajeros y carga son suprimidos, realizándose el último viaje hacia Papudo el 29 de marzo de 1964.^[4]​ Ese mismo año la línea fue levantada y sus estaciones fueron suprimidas, siendo reemplazada por una carretera.

Actualmente la línea se encuentra levantada casi en su totalidad y solo se encuentra en pie la estación de Papudo.^[5]​