臺灣鐵路首建於清朝光緒年間，由臺灣巡撫劉銘傳籌建，為當時中國第一條自行出資興建、載客的鐵路，又稱為劉銘傳鐵路。不過台灣博物館鐵道部園區一度在展區介紹日據時期鐵道部長長谷川謹介為「台灣鐵道之父」，引發不少爭議。
史載劉銘傳先在1887年5月20日成立「全台鐵路商務總局」，聘請德國人柏克爾（Becker）、英國人瓦遜（W. Watson）等人當工程師，開始動工興建。路線分為基隆至台北、台北至新竹兩線，從1887年開始修築分段通車，至1893年台灣鐵路基隆新竹間全線營運，費時7年，總長107公里。
這條劉銘傳鐵路的「前世」，其實是來自1876年上海的英國商人擅自興建的吳淞鐵路，路線從吳淞碼頭至上海，屬於窄軌鐵路，全長14.5公里，是中國最早的營業鐵路，但火車撞死人後，讓村民相當不滿，認為鐵路會破壞龍穴，清廷擔心引發英商和村民衝突，可能會激起民變，於是以白銀28.5萬兩白銀贖回並於隔年拆毀。
1887年劉銘傳擔任台灣巡撫時，奏請清廷修建台灣鐵路，但清廷國庫空虛、經費不足，後來把吳淞鐵路拆下來的設備運到台灣，當作鐵路材料。原本劉銘傳希望鐵路能蓋到台南，新竹以南至崎頂已有築路堤，且新竹還興建一條搬運料的鐵路支線，稱「舊港支線」，但劉銘傳的繼任者邵友濂不似他雄才大略，鐵路只能完成到新竹。
劉銘傳鐵路開工初期，先興建從基隆港口到台北路段，其中位於基隆端的獅球嶺隧道工程，從1888年春動工，到1890年8月完成，全長235公尺，費時30個月才鑿通，為台灣和中國第一座鐵路隧道，也是目前唯一僅存的清代鐵路隧道。1888年7月18日，台北（大稻埕）至錫口（松山）通車，1891年10月基隆到台北通車，1893年台北到新竹段通車。
甲午戰爭清廷戰敗，1895年台灣割讓日本，日本殖民政府認為劉銘傳鐵路品質不佳，且鐵路往北經台北橋後，再經三重、新莊、到桃園龜山（龜崙嶺）路段的山區坡度大，效率及安全性堪虞等因素，加上劉銘傳蓋的木質結構台北橋常被大水沖毀，因此鐵路改線從艋舺（萬華）經板橋、鶯歌到桃園，但劉銘傳和日本殖民政府規劃的桃園火車站，都在現今桃園火車站附近，因此才會被捷運施工單位挖出歷經清朝和日據時代的桃園鐵路遺跡。
特別的是，2020年桃園捷運施工挖出劉銘傳鐵路遺跡的同時，還爆發「台灣鐵道之父」究竟是誰的爭議，同年7月正式營運的台灣博物館鐵道部園區，一度在展區介紹日據時期鐵道部長長谷川謹介為「台灣鐵道之父」，被外界質疑博物館方面配合民進黨政府親日、去中國化的主旋律。
許多民眾則認為，「台灣鐵道之父」應是台灣首任巡撫劉銘傳。後來行政院長蘇貞昌表示，「我對為台灣做過事的任何人都致上最高的敬意與感謝」，「不管什麼時代，最重要是要為愛土地、愛國家來做事」，鐵道部園區的展區也拿掉長谷川謹介為「台灣鐵道之父」字樣，相關爭議才畫下句點。
桃園市府捷運工程局總工程司張俊雄表示，遺址現場受限於路寬和四周建築物，且與桃園捷運路線高度重疊，無法進行工程變更，如果採取現地保留，可能連鐵路地下化也沒辦法做，目前已經提取20平方公尺的清朝鐵路遺構，先請考古公司庶古文創予以保留，未來將放置展覽館。另外也根據文化局的文資審議會決議，翻模並3D掃描鐵路遺構、並提取日據時代便所等文物，未來活化遺址文物資產的部分則由台鐵規畫展示。至於當初遺址現場展示的時間和場次，則根據文化局意見辦理。
桃園市府文化局則表示，遺址是否現地保存，目前還沒定案，臺鐵及相關單位還在規劃方案，後續會送該局的審議會討論。另外，未來地下鐵路完工後，將於桃園新站內規劃相關文物展示空間。
