Η λέξη «σιδηρόδρομος» εκφράστηκε για πρώτη φορά το 1843 από το σύμβουλο του υπουργείου εξωτερικών, Αλέξανδρο Ραγκαβή. Ο Ραγκαβής προτείνε την ίδρυση σιδηροδρόμου για την ένωση της Αθήνας με τον Πειραιά, ο οποίος θα έλυνε το συγκοινωνιακό πρόβλημα που είχε δημιουργήσει η αύξηση του πληθυσμού στις δυο αυτές πόλεις. Τον Νοέμβριο του 1855 ψηφίστηκε ο Νόμος ΤΖ΄ ¨περί συστάσεως Σιδηροδρόμου¨, σύμφωνα με τον οποίο ο βασιλιάς μπορούσε να παραχωρήσει το δικαίωμα σύστασης σιδηροδρόμου σε εταιρία ή σε ιδιώτη.
Το 1866 ο Νόμος ΡΝΖ΄συμπλήρωνε τον προηγούμενο και επιπλέον καθόριζε τις λεπτομέρειες σχετικά με τις αποζημιώσεις των κτημάτων τα οποία έπρεπε να απαλλοτριωθούν προκειμένου να λειτουργήσει ο σιδηρόδρομος. Τον Οκτώβριο του 1867 υπογράφεται Σύμβαση μεταξύ του Άγγλου κεφαλαιούχου Εδουάρδου Πίκεριγκ και του Υπουργού Εσωτερικών Αλέξανδρου Κουμουνδούρου ¨περί συστάσεως Σιδηροδρόμου απ’ Αθηνών εις Πειραιά¨. Η Σύμβαση κυρώνεται με τον Νόμο ΣΜΑ΄. Επίσης ο Νόμος ΤΔ΄(1868) επιτρέπει στον Πίκεριγκ την κατασκευή θαλλάσιων λουτρών στην περιοχή του Φαλήρου τα οποία θα συνδέονται με τον σιδηρόδρομο. Τον ίδιο χρόνο ο Πίκεριγκ θέλησε να μεταβιβάσει τα δικαιώματα και τις υποχρεώσεις του σε μια νέα εταιρία με τίτλο ¨Ανώνυμος Εταιρία απ’ Αθηνών εις Πειραιά Σιδηροδρόμου¨ (ΣΑΠ). Η εταιρία συστήνει το πρώτο διοικητικό συμβούλιο το οποίο αποτελείται από τον Α. Σκουζέ (τραπεζίτης), Ι. Σκαλτσούνης (μηχανικός) και Δ. Δαμασκηνός (δικηγόρος). Τον Φεβρουάριο του 1869 έγιναν τα εγκαίνια του πρώτου ατμοκίνητου σιδηροδρόμου.
Το 1874 ο Πίκεριγκ αποσύρεται λόγω οικονομικών δυσχερειών και το 1880 η εταιρία (ΣΑΠ) εξαγοράζεται από την τράπεζα Βιομηχανικής Πίστεως αντί 60.000 λιρών Αγγλίας. Ιδρύεται νέα εταιρία (¨Ανώνυμος Εταιρία απ’ Αθηνών εις Πειραιά Σιδηροδρόμου¨) με κεφάλαιο 4.000.000 δραχμές. Με τη δημιουργία της νέας εταιρίας παρατηρείται ραγδαία ανάπτυξη του σιδηροδρόμου. Κατασκευάζονται νέα βαγόνια, ολοκληρώνεται η ανέγερση του σταθμού του Πειραιά, χτίζονται οι σταθμοί του Θησείου, του Φαλήρου και του Μοσχάτου.
Με το Νόμο ΑΨΞΔ΄(1889) επικυρώνεται η Σύμβαση μεταξύ του ΣΑΠ και της νεοσυσταθείσας από τον Στ. Ψύχα ¨Εταιρίας Προεκτάσεως του απ’ Αθηνών εις Πειραιά Σιδηροδρόμου¨ βάσει της οποίας η δεύτερη θα αναλάμβανε το έργο της προέκτασης της γραμμής του ΣΑΠ από το Θησείο προς το Μοναστηράκι και την Ομόνοια.
Το 1898 υπογράφτηκε Σύμβαση μεταξύ του υπουργού Εσωτερικών Θεοτόκη, του προέδρου του ΣΑΠ Φιλάρετου και του προέδρου της ¨Εταιρίας Προεκτάσεως Ψύχα¨ Ι. Βαλαωρίτη για την συγχώνευση των δύο εταιριών και την αντικατάσταση της ατμοκίνητης έλξης με ηλεκτρική. Ο νόμος ΒΨΞΕ΄ του 1900 κυρώνει την Σύμβαση.
Το 1903 η εταιρία «ελληνική ηλεκτρική εταιρία /Thomson Houston de la Mediterranée», αναλαμβάνει την ηλεκτροδότηση του δικτύου. Στις 16/9/1904 εγκαινιάζεται η πρώτη ηλεκτροκίνητη διπλή γραμμή του αστικού σιδηροδρόμου.
Ανάμεσα στο 1924 και το 1925, ο όμιλος Power and Traction Finance Company, που είχε σχηματισθεί με αγγλικά και ελληνικά κεφάλαια, υπέβαλε στον ΣΑΠ προτάσεις συνεργασίας. Τον Οκτώβριο του 1925 η εταιρία Σιδηροδρόμων Αττικής, η εταιρία Σιδηροδρόμων Αθηνών-Πειραιώς και η εταιρία τροχιοδρόμων Αθηνών- Πειραιώς και περιχώρων συγχωνεύτηκαν με τον όμιλο Power and Traction Company σχηματίζοντας 2 εταιρίες, την εταιρία ¨Ελληνικοί Ηλεκτρικοί Σιδηρόδρομοι¨ (ΕΗΣ) και την ¨Ηλεκτρική Εταιρία Μεταφορών ¨(ΗΕΜ). Πρόεδρος της νέας εταιρίας (ΕΗΣ) είναι ο Αλέξανδρος Βλάγκαλης.
Η ΕΗΣ εγκαινιάζει πολλούς νέους σταθμούς μέχρι το ξέσπασμα του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου, κατά τον οποίο προσφέρει μεγάλη βοήθεια για την μετακίνηση των στρατιωτών. Τον Ιανουάριο του 1944 βομβαρδίζεται ο Πειραιάς με αποτέλεσμα να υποστεί ο Σταθμός σημαντικές καταστροφές. Το 1950 παραχωρείται από την ΗΕΜ στην ΕΗΣ το δικαίωμα ολοκλήρωσης των έργων ηλεκτροκίνησης. Η σύμβαση κυρώνεται το 1954 και η διάρκεια προνομίου επεκτείνεται μέχρι 31/12/1975.
Το 1976 οι ΕΗΣ κρατικοποιούνται και μετονομάζονται σε ΗΣΑΠ με τον Νόμο 352 (¨περί ιδρύσεως οργανισμού προς ανάληψη των παρά των ΕΗΣ Α.Ε. εκτελούμενων μεταφορών¨) - ΦΕΚ Α 147/16.6.1976. Σύμφωνα με το άρθρο 2 ο ΗΣΑΠ αποτελεί δημόσια επιχείρηση και λειτουργεί για χάρη του δημοσίου συμφέροντος, κατά τους κανόνες της ιδιωτικής οικονομίας. Το καλοκαίρι του 1977 ανατίθεται στην ελληνογαλλική κοινοπραξία SOFRETU-SGTE SOGELERG-ΑΔΚ η σύνταξη κατασκευαστικής προμελέτης για το νέο ΜΕΤΡΟ της Αθήνας. Το 1978 ο ΗΣΑΠ εντάσσεται στο σύστημα Αστικών Συγκοινωνιών της πρωτεύουσας τον οποίο εποπτεύει ο νεοϊδρυθείς (1977) Οργανισμός Αστικών Συγκοινωνιών (ΟΑΣ σημερινός ΟΑΣΑ). Τέλος το 1991 ιδρύεται η εταιρία «ΑΤΤΙΚΟ ΜΕΤΡΟ Α.Ε».