Le XIXe siècle vit le développement d’un nouveau mode de transport, le chemin de fer. À côté du réseau national, réalisé en étoile au départ de Paris, se développèrent des réseaux départementaux dont le maillage serré assura une desserte de proximité qui contribua à l’extension des bourgs ruraux, des chefs-lieux de cantons tels que Saint-Lys, car ils facilitaient les déplacements des habitants et l’écoulement de leurs produits.

Du réseau des chemins de fer secondaires de la Haute-Garonne, c’est la ligne interdépartementale Toulouse – Boulogne-sur-Gesse qui devait voir le jour en premier. C’est précisément cette ligne qui desservit notre commune, grâce à un embranchement vers Sainte-Foy-de-Peyrolières situé aux abords du domaine de Bontemps, sur la commune de Fonsorbes, en bordure de la rivière Ayguebelle.

Les travaux de réalisation débutèrent en 1895. Le service voyageurs fut ouvert le 16 octobre 1900 (celui pour les marchandises le 11 février 1901), assurant un trajet de 26,873 km entre Toulouse et Sainte-Foy. La construction de la ligne principale entre Bontemps et Boulogne-sur-Gesse (via, notamment, Rieumes, Lombez et L’Isle-en-Dodon) s’acheva en 1902.

Saint-Lys possédait trois arrêts pour les voyageurs : Bruno-Mingesèbes, La Pescadoure et la gare proprement dite. Cette dernière existe toujours, rue de l’Ayguebelle, près du boulodrome couvert. Le terminus de cet embranchement était situé à Sainte-Foy-de-Peyrolières, près du grand rond-point au pied du village, où subsiste encore l’ensemble de la gare et de ses équipements.

La ligne Toulouse – Boulogne-sur-Gesse fut la plus utile du « Réseau de la compagnie des chemins de fer du Sud-Ouest » car ce fut elle qui bénéficia, durant près d’un demi-siècle, du plus grand mouvement de voyageurs et de marchandises. Elle fut équipée, en 1934, d’automotrices à accumulateurs, qui représentaient pour l’époque les nouvelles technologies en matière ferroviaire. Ces automotrices comportaient des remorques fermées à bogies, de couleur blanche. Le nom de « train blanc » donné à cette époque au chemin de fer vient de cette couleur blanche, en opposition au « train noir » à vapeur.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, le réseau dut faire face à une hausse du trafic, provoquée essentiellement par les nécessités de l’approvisionnement de Toulouse par les produits de la campagne. À la Libération, le réseau se trouva dans un piteux état, dû au manque d’entretien et à une intense utilisation.

En 1947, beaucoup de lignes devenant déficitaires, la régie décida d’assurer la majeure partie du service voyageurs grâce à des autobus. Le 31 décembre 1949, le train de Saint-Lys cessait de circuler : cette ligne fut la dernière du réseau interdépartemental à fermer, alors qu’elle avait été, cinquante ans plus tôt, la première à ouvrir.