1906年5月30日，陳宜禧在斗山圩將鐵路轉車盤上的火車頭原地旋轉180度，並宣布新寧鐵路正式開始動工。按照原定計劃，首期工程為斗山至新昌（今屬開平），但由於新昌到水步一帶，多為新昌甄姓的產業，甄姓村民藉口「軌道車頭有礙水利祠墓，具稟縣善後局，請飭移設。」企圖敲詐一筆巨額賠款，鐵路公司未作讓步，擱置此段工程，將終點站改為公益。

另外一些鄉民則認為鐵路通過有損「龍脈」，竟要求鐵路彎曲繞過。更有甚者，認為火車經過會五穀不生。由於得不到縣衙的支持，只好被迫讓步，造成線路不必要的彎軌有39處之多，從而增加工程造價，影響行車安全。

鐵路依靠當地的技術和勞工下，經過三年的施工，在1909年6月3日完成長59.3公里的鐵路，公益機器廠也建成投產。全部耗資共259萬銀元。建成後，清廷於宣統二年（1910年）委派商部檢查大員胡朝棟查驗鐵路，查驗報告指出「鐵路各車站點綴完美，形勢整齊，水塔、車廠等設備都很理想，尤其是煤倉之建設與裝卸火車用煤方法，不費人力，堪稱先進；涵洞、管道、橋樑之架設，亦甚得法。」

鐵路通車後，引起海外的強烈反響。美國《西雅圖星期日時報》用整版篇幅刊登陳宜禧修建新寧鐵路的宣傳畫，標題為《陳宜禧——中國的詹姆斯·希爾》。在文字說明引用Frank Carpenter的評價「一條具有劃時代意義的鐵路正在廣州西南興建，它用中國人的資本，中國人的勞力和智慧，這就是新寧鐵路。」因此，清廷聘請陳宜禧為農工商部四等顧問，尊稱為資政大夫，官階由正三品晉升至正二品，陳宜禧獲得了當時全國鐵路界最高的政治地位和社會地位。

當第一期工程動工後，鐵路公司就著手籌劃第二期工程，計劃將鐵路向新會、鶴山、南海等地延伸，與佛山的鐵路連接，並改名為寧佛鐵路公司。但計劃由於遭到粵漢鐵路公司堅決反對，清廷也不支持，只好另謀出路。

1908年2月19日，孫中山來到新會牛灣會晤陳宜禧，陳宜禧表示支持孫中山的反清革命。1908年3月8日，陳宜禧和余灼再次上書郵傳部和農工商部，要求准許鐵路修到新會，並堅持鐵路日後一定要連接佛山。但此方案不僅繼續遭到粵漢鐵路公司反對，並受到新會、開平一些鄉紳的抵制。因此郵傳部只批准鐵路公司先修公益至新會一段的立案，公司隨即進行線路測量。

鐵路公司修建此路目的在於接通扼江海之要衝的交通重鎮江門，按原定計劃，鐵路從公益過潭江至開平水口過石步河進入新會。當陳宜禧在河村墟測量路線時，受到河村湯姓、談雅關姓士紳的阻撓，認為火車從河村墟通過會給村民帶來災難。鐵路公司只好將鐵路路線改為由麥巷往東至牛灣過渡潭江，然後向北經司前至會城。導致工程延誤到1910年1月21日才正式動工興建。

為了能令火車過渡潭江，陳宜禧向香港定製一艘長105.57米的鐵船，船上鋪設三條軌道，每次能載一列五節長的列車，成為中國第一條使用火車渡輪的鐵路。1910年6月，當公益至會城段路基即將完工時，陳宜禧又一次上書郵傳部，申請立案修築至北街。7月就獲得郵傳部的核准，並於1912年1月動工興建。到了宣統三年（1911年）九月一日，公益至會城段竣工通車。而會城至北街段，由於受到白石鄉紳的阻撓，直到民國二年（1913年）三月初六才建成通車。由於第二期工程實際招股只有562370元，資金入不敷支，借、欠款高達1035144.8元，公司因此債台高築。

過兩年的經營，鐵路公司逐步還清公益至北街段的欠款後，1915年12月，籌議台城經白沙通往陽江的鐵路，並擬定了招股章程，在國內外報紙登廣告。1917年1月15日鐵路公司正式向交通部呈請先修台城至白沙段的立案，交通部核准立案後，預計資金為70.9萬，陳宜禧鑒於海外招股困難，便採取兩種方式進行招股，一是凡鐵路沿線所占用的土地，按當時地價折算招股；二是發動沿線村鎮居民，分姓氏宗族進行集股。

陳宜禧在短時間內就籌得資金50萬。集股方法雖然解決資金困難的問題，但卻激發各村各姓宗族之間的矛盾。潮境黃姓代表曾上書交通部，指陳宜禧徇私另與白沙馬姓立約，取消原定經過潮境的路線，改為經三合直達白沙。經多方調停，反覆協商，到1919年3月，雙方同意從長江站修一條長四公里直達潮境的支線，後來因資金短缺，只好作罷。

1920年3月20日，全長28.6公里的第三期工程竣工，鐵路董事局為陳宜禧鑄造銅像立於寧城車站旁。5月12日，新寧鐵路全線通車，共招股本3658595銀元，購地30654畝，全長133公里，車站47個，橋樑215座，涵洞236個，另外建有公益、北街碼頭，公益機器廠，牛灣渡口等工程。據1918年《廣東新寧鐵路實業估值統計冊》統計，全線不動產價值3859808.54元；動產價值1505952.07元，共價值5365760.61元。當新寧鐵路全線完工後，其價值約為八百多萬元。

新寧鐵路於1909年開始運營。主要收入來源於客運，每日開出長途列車八次，短途列車四次，每列火車掛六、七節車廂，並且客貨混列，客車座位分為頭等、二等、三等。但客運量不大，利用率低，管理費用高，造成鐵路公司財政十分困難，鐵路所需的機車、設備、燃料等一切皆由西方市場供應。由於過分依賴西方市場，鐵路公司經常蒙受巨大損失。1914年10月，因為洋煤來源短缺，造成「火車停弛兩站。」1916年至1918年間，由於國際煤炭價格上漲，公司支付的煤炭費用比原來估計的增加三倍多。

地方軍閥對新寧鐵路公司的敲詐勒索更加令其財政雪上加霜，本來鐵路公司為了支持孫中山的護法軍政府借出了12萬元，借款按照加收20%的車費的方式扣還。

當時孫中山嚴令不准軍隊坐霸王車。但大小軍閥對孫中山的法令不予理睬，導致勒索之勢越演越烈，有增無減。1925年，粵軍總司令許崇智每月向鐵路公司「借餉」一萬元；駐江門的第一軍則收五千至七千元，造成鐵路公司入不敷出，債台高築。到了1926年，公司累積欠款達到140餘萬。

由於新寧鐵路公司經營不善，導致發生工潮，債務人紛紛要求提早還債。1926年11月11日，廣東省政府以「工潮迭起，管理不善」為由，省建設廳派出陳延炆、鍾啟祥、劉鞠可三名官員會同公司推舉的兩名董事組成新寧鐵路整理委員會接管鐵路一切權力，進行為期六個月的管理。此事立即引起股東們的反對並致電到廣東省政府要求收回成命，但政府不顧民意，仍然派人接管路政，股東們反對陳延炆等人接管權力，只同意他們擔任顧問，陳宜禧更加拒絕交出總理權力。

1927年2月21日，陳延炆向江門警備司令部調遣一連軍隊對鐵路公司進行武力接管，強令公司每月支付三千元軍餉作為酬勞。4月20日，陳宜禧被迫返鄉避居，兩年之後病死。

廣東省政府原來決定整理委員會管理鐵路半年後交回大權，但整理委員會千方百計拖延整理期達2年之久。1927年蔣中正對中共的整肅後，陳延炆等人亦開始進行整肅，派出軍隊和路警，查封有中共背景的鐵路職工聯合會，並以「平日工作不良，性近怠情」的罪名幾個月內解僱一百多名工人。鐵路職工由1600多人減至1302人，並且平均每人每月薪水從30.5元減至22元，而陳延炆等人工資則不斷大幅提高，整理委員會中飽私囊的行徑在不斷受到公司職工和股東的反對下，1928年11月被迫同意召開股東大會，選舉新的正副總理。1929年1月，整委會結束，新寧鐵路重新恢復為商辦。

新寧鐵路恢復為商辦之後，新的管理層隨即進行一系列改革，1929年就重新建造了寧城和北街兩個車站，1930年，公司為了滿足乘客需求，在1927年5月16日開通北街至會城的有軌汽車的基礎上，加開寧城至公益、寧城至白沙的有軌汽車，令鐵路全線有軌汽車每日行走增加至45趟，收入不斷增加，如西南支線，每日一車一卡，來回共四次。「收入客腳一百二十餘元，而汽油耗消，僅需十元左右。」1932年6月至1933年6月，新寧鐵路客運量為3039327人次，貨運量為128704噸。公司從1929年至1932年，公司每年平均盈利達到20至40萬。

由於世界出現經濟大蕭條，公路逐漸發展，汽車與火車展開激烈的競爭，令到鐵路客貨運量急劇下降。1933年之後，公司盈利轉盈為虧，由於公司財政出現困難，只好停止一些建設項目，其中最大一項為公益鐵橋，1931年借款271萬由美國馬克敦公司建造，計劃2年內建成，但只建兩個橋墩就停工了。又企圖以減薪裁員的方式度過難關，1933年就解僱28人，並宣布留任者一律減薪。翌年又解僱二百多人，到了1935年，鐵路職工僅剩959人，然而收入依然不斷下降，新寧鐵路公司面臨破產的危機。

1937年七七事變之後，新寧鐵路便成為日軍空襲的目標，10月15日下午1時30分，日軍派出飛機10架次空襲牛灣渡口，渡江鐵船被炸沉，10月20日，又派飛機4架轟炸會城火車站。鐵路受到嚴重破壞，只能分段行駛有軌汽車。1938年10月廣州淪陷後，國民政府為防日軍利用鐵路推進，下令拆毀鐵路。

歷史影響：

新寧鐵路拆毀時，由沿線十里之內的居民協助分段拆毀，車頭、車廂、鐵軌拆毀掩藏，路基被掘爛，枕木則作為拆鐵路的居民的酬勞。1939年2月14日，新寧鐵路公司正式結束並遣散員工。

一個月之後，江門淪陷。鐵路沿線共值三千萬港元的設備、車廂、鐵軌大部分遭到日軍洗劫運往海南島建鐵路或散失於民間，到了1942年，國民政府僅收集到33782條鐵軌用來修建黔桂鐵路。至今，新寧鐵路僅剩下北街火車站遺址。1995年因城市發展將寧城車站拆卸。

儘管運行時間僅約30年，但新寧鐵路不僅中國第二條商辦鐵路。它亦是全部不用外國資本和技術人員建造的鐵路。籌建之時，陳宜禧向美國華僑集資，堪稱是華僑在中國最成功的投資事業。