Mint oly sok találmányt a történelem során, az első fogaskerekű vasút megalkotását is a szükség hozta. Az 1758-ban Middletonban épült fa vasútvonal lovak által vontatott vagonokkal szállította a szenet Leedsbe. 1808 és 1814 között kitört a félszigeti háború, mely a napóleoni háborúk egyik mellékhadszíntere volt. Az Ibériai-félszigeten a spanyol, portugál és a brit seregek küzdöttek Bonaparte Napóleon hadai ellen. A csatában harcoló katonák lovainak takarmánnyal való ellátása rendkívüli módon megdrágította a lovak tartását a szigetországban is, így a middletoni szénbánya mérnöke, John Blenkinsop olcsóbb megoldást keresett a szén szállítására. 

Kapcsolatba lépett a leedsi gőzgépgyártó Fenton, Murray and Wood céggel és a társaság mérnökével Matthew Murrayvel, James Watt egykori versenytársával, és felkérte, tervezzenek közösen egy mozdonyt, amely a helyi adottságokat figyelembe véve alkalmas szénszállításra. Mindketten ismerték a Richard Trevithick által megépített gőzjárművet, amely rövid ideig a Penydarren Vasmű vaspályáján közlekedett. Ez volt a világ első gőzmozdonya, amely első sikeres próbaútját 1804. február 21-én tette meg. A tíztonnányi vasáruval, hetven utassal és öt üres vagonnal terhelt mozdony azonban túl súlyos volt, és az akkori öntöttvasból készült sínek sorra széttörtek. 

Blenkinsop ezért arra törekedett, hogy az ő járműve a lehető legkönnyebb legyen. Nyugtalanította azonban, hogyha túl könnyű a szerkezet a kerekek nem tapadnak megfelelően a pályán. Ezért megalkotta a fogasléc-fogaskerék rendszert. A fogasléc egy fogazott rúd, amely fogaskerékhez csatlakoztatva olyan hajtóművet alkot, amely forgó mozgást haladóvá, illetve haladó mozgást forgó mozgássá alakít. Blenkinsop úgy alkotta meg fogaskerekűjét, hogy a fogasléc a keskenynyomtávú vasúton kívül futott, és így a mozdony hajtókereke a sín egyik oldalán bele tudott kapaszkodni. A fogaskereket egy kettős henger hajtotta, amelynek a középső kazán szolgáltatta az energiát.

Miután szabadalmaztatta találmányát 1811-ben, rábeszélte a bánya vezetését, hogy ezt a kerékrendszert alkalmazzák. Az első mozdony a Prince Regent nevet kapta, és 1812. június 24-én mutatkozott be a közönségnek. Öt tonnát nyomott, 90 tonna vontatására volt alkalmas, 4 km/h sebességgel közlekedett. A második mozdony a Salamanca nevet viselte és első útját az első ipari célú fogaskerekű vasút megnyitásának napján, 1812. augusztus 12-én tette meg. A Salamanca legyőzte a Middleton Railway pályájának 6,7 százalékos emelkedését, de Blenkinsopnak élete végéig fejtörést okozott a fogaskerekek kopásának problémája. Ezután évente újabb típusú mozdonyt állítottak munkába: 1813-ban a Wellingtont, majd 1814-ben Marquis Wellingtont.

A vasút működtetése nem volt olcsó, mégis 50 ló és közel 200 ember munkáját váltotta ki. Hamarosan több hasonló, szénbányát kiszolgáló vasutat is építettek Blenkinsop szabadalma alapján. Blenkinsop találmánya akkor vesztett népszerűségéből, amikor 1820 után hengerelt vasat kezdtek alkalmazni a vasútépítésben, amely a nehezebb, nagyobb tapadású mozdonyokat is el tudta viselni. George Stephensonnak, a gőzmozdonyos vontatás tökéletesítőjének munkáját is nagyban elősegítette ez az új találmány.

A nagyközönségnek még évtizedeket kellett várnia, mire a hétköznapi életben is biztonsággal alkalmazni tudták a fogaskerekű vasutat. 1869-ben - a világon első ízben - az amerikai Washington-hegyen használták utaztatásra. Európában két évvel később kezdték alkalmazni a fogaskerekűt, elsősorban Nikolaus Riggenbachnak köszönhetően. A svájci feltaláló tervei alapján megalkották a Vitznau-Rigi vonalat, ahol 1871-ben pályára állították a kontinens első fogaskerekűjét. A legmeredekebb fogaspálya is Svájcban található. A 48 százalékos maximális meredekségű, Luzern közelében található, Eduard Locher által tervezett Pilátus-pályát 1889-ban nyitották meg. Később is a Locher-rendszert használták, amikor a meredekség túlságosan nagy kihívást jelentett.

Magyarországon az 1874-ben üzembe helyezett 1435 méteres szakaszon először a Sváb-hegyig közlekedő fogaskerekű a Strub-szisztéma szerint készült.