Prvi projekt za izgradnjo proge je bil predlagan leta 1873,[1] predvideval je 1435 mm standardni profil tirne širine in največji naklon 25 %. Ugotovljeno je bilo, da projekt ni ekonomsko upravičen. Eduard Locher, inženir z velikimi praktičnimi izkušnjami, je nato predlagal nadomestni projekt z največjim naklonom 48 %, ki je razdaljo prepolovil. Takratni običajni sistemi zobate železnice niso mogli speljati takšnih nagibov, ker bi lahko zobnik, ki je pritisnjen na zobnik od zgoraj, pri višjih naklonih izskočil in tako odpravil vozno in zavorno moč vlaka. Namesto tega je Locher med obe tirnici postavil vodoravno letev z dvojnimi zobmi in zobnikoma na vsaki strani. To sta bila dva prirobnična zobnika, nameščena na navpičnih gredeh pod vagonom.

Ta zasnova je odpravila možnost, da zobniki izskočijo iz letve, in preprečila, da bi se vagon prevrnil, tudi pod močnim bočnim vetrom, ki je na tem območju pogost. Sistem je lahko tudi vodil vagon brez potrebe po prirobnicah na kolesih. Dejansko prvi vagoni na Pilatusu niso imeli prirobnic na tekalnih kolesih, kasneje pa so bile te dodane, da so med vzdrževanjem omogočale premikanje vagonov po tirih brez zobnikov. Proga je bila odprta s parno vleko 4. junija 1889, elektrificirana pa je bila 15. maja 1937 z nadzemnim električnim napajanjem 1550 V enosmernega toka. Proga še vedno vozi z vagoni iz leta 1937.

Vlada ni zagotovila subvencij za gradnjo proge. Namesto tega je Locher ustanovil lastno podjetje Locher Systems za gradnjo železnice. Železnica je bila v celoti zgrajena z zasebnim kapitalom in je ves čas obstoja ostajala finančno likvidna.

Železniško progo Pilatus je Ameriško združenje strojnih inženirjev leta 2001 imenovalo za zgodovinski mejnik strojništva.[2][3]