1921年1月，黄炎培、张志鹤、顾兰洲等发起招股集资，组织成立上川交通股份有限公司（以下简称公司）。1924年10月，公司与上海浦东塘工善后局和川沙县交通局订立合同，租用上川县道（庆宁寺至川沙县城）铺设轻型钢轨，行驶铁道机车，取得专营权30年。1925年10月3日，庆宁寺至龚家路段铺轨竣工通车。翌年7月10日，龚家路至川沙段工程完工。
上川铁路长21.15公里，设庆宁寺、金家桥、新陆、邵家弄、曹家路、龚家路、大湾、小湾、暮紫桥、川沙站，由内燃机车拖带客车，车次与塘工善后局的浦江小轮衔接，直达上海市区。川沙以南地区小普陀、祝桥、南汇、大团一带的旅客，由公司租用民间小轮和自备客轮接送。1931年开始，公司将沿线木桥改为钢桥，向德商购进蒸汽机车，于1933年9月投入运行。1934年5月，上川公司分别与川沙县和南汇县政府订立合约，承租川钦县道和南川县道。11月，上川铁路由川沙向东延伸至钦塘，设小营房站。1936年3月15日，铁路向南展筑至祝桥镇，增设江镇、邓镇、祝桥站。至此，上川铁路贯通上海、川沙、南汇三地，全长35.35公里。
“八一三”事变后，公司因债务未清，将路产抵押给德商，成立德商洋行上川铁路管理处。翌年3月，日伪大道市政府以小火车私运军火为借口，逐走德国人，收回“市营”。之后，江镇至祝桥7.51公里路轨及各种设备均被拆毁。1942年2月15日，上川铁路与上南铁路合并经营，成立“上川上南两路管理处”。抗战胜利后，上海市将铁路发还公司。公司即着手整修路基、机客车和桥梁。并增资6亿元，连前原股本升值，合共22亿元。
上海解放前夕，上川铁路有五座铁路桥被国民党军队炸毁，部分路轨被破坏，一度停驶。至1949年6月3日，庆宁寺至新陆段经抢修后先行恢复通车。10月l日，新陆至小营房一段亦告修复，全线通车。1954年9月，上川铁路改由公私合营上海市浦东公共交通公司经营。1965年9月，根据“以旧养旧”精神，上海市公用事业管理局报经上级批复同意后，拆除江镇至川沙段路轨。之后，由于铁路沿线交叉道口的建筑物不断增加，机件配置困难等原因，1975年12月10日，经上级批准，上川铁路被拆除，这条运营了半个世纪的铁路消失在繁华的上海
