Самый первый рельсовый путь (шириной 750 мм) появился в окрестностях Магадана в 1932 г. В непосредственной близости от бухты Нагаева, на берегу которой строился Магадан, деревьев, годных для строительства домов и иных сооружений, практически не было, однако в долине реки Магаданки имелись некоторые запасы леса. Для его вывоза было решено проложить рельсовый путь узкой колеи. Строили эту узкоколейку заключенные.
Первоначально использовалась конная тяга. И лишь в январе 1933 г. в бухте Нагаева был сгружен первый паровоз, названный «Красным таежником». (Скорей всего, «Таежник» являлся паровозом типа 157, чей выпуск был начат в Коломне в 1928 г. в различных модификациях.)
В течение 1930-х гг. была построена еще одна линия узкоколейной железной дороги протяженностью 9 км по долине реки Каменушка (не путать с Палаткой!), также использовавшаяся для вывоза леса. Она составляла единую сеть с первой узкоколейной железной дорогой в долине реки Магаданка.
Позже было построено еще несколько узкоколеек. Так, в Ольском районе в 1941 г. построили железную дорогу для подвоза боеприпасов для береговых батарей.
В Омсукчанском районе построили короткую линию узкоколейки для обслуживания рудника близ современного Дуката.
В Сусуманском районе активно использовалась узкоколейка в районе поселка Аркагала.
Железная дорога Усть-Таскан — Эльген-Угольный была введена в эксплуатацию в 1939 г. и предназначалась для освоения Эльгенского буроугольного месторождения, снабжения углем поселка Усть-Таскан, а через него и других поселков Центральной Колымы. Она соединяла Усть-Таскан с центром угледобычи — поселком Эльген-Угольный, проходя большей частью по долине реки Лыглытах.
Протяженность дороги составляла около 70 км. Кроме конечных станций имелась станция Зелёный мыс, а также 5 разъездов: Заозерная, Известковый, Подгорная, Лосиная и 62-й километр. Парк локомотивов состоял из восемнадцати паровозов серий: 157, 159, ГР-4 и ВП. Парк вагонов насчитывал 188 вагонов и платформ.
В дальнейшем узкоколейка должна была дойти до Нижнего Сеймчана, однако вторую очередь дороги так и не построили. В перспективе планировалось соединить между собой Тасканскую и Зырянскую железные дороги, а также довести дорогу Магадан — Палатка до Усть-Таскана, однако эти планы реализованы не были.
Закончилась эксплуатация дороги в 1956 г.
Единственной электрифицированной узкоколейкой стала железная дорога на рудник Холодный. Дорога предназначалась для перевозки руды от рудника к золотоизвлекательной фабрике. Располагалась в долине реки Утиная (приток Колымы), вдоль ручья Холодный, длина ее составляла 2 км. Начало эксплуатации этой узкоколейки — середина 1940-х гг, окончание — середина 1950-х гг.
Самая длинная и известная из всех железных дорог Дальстроя шла по территории современного Ольского района. Растущая потребность строящегося города в древесине, истощение ее запасов рядом с городом, необходимость увеличения перевозимых грузов в направлении Колымы требовали дальнейшего развития бесперебойного транспортного сообщения между морскими воротами Колымы и колымскими поселками, приисками, рудниками и производствами.
Строительство дороги началось в 1940 г. 1 сентября 1941 г. введен во временную эксплуатацию участок узкоколейной железной дороги от Магадана до мыса Пограничного (62-й км).
С 1945 по 1949 г. на строительстве железной дороги и ее эксплуатации использовались японские военнопленные. В своих воспоминаниях старожил области и бывший железнодорожник Пётр Ливанов рассказывал: «В депо и во всем нашем хозяйстве в основном работали расконвоированные заключенные. Потом довелось контактировать с японцами. Дороге был придан целый батальон военнопленных во главе с командиром, капитаном по фамилии Дои. У меня, имевшего звание инженера-капитана, числился в роли адъютанта солдат Вакао. До сих пор о нем и всех японцах вспоминаю с теплотой и уважением».
На железной дороге Магадан — Палатка были задействованы более 20 паровозов и около 300 вагонов. Все паровозы были послевоенного производства: германские завода «Карл Маркс» и ВП-1 Воткинского завода.
Было и пассажирское движение. На протяжении дороги располагалось 7 станций: Магадан, Уптар, Мыс Пограничный (Сплавная, 63-й км), Лесная (74-й км), Красавица (Стекольный), Хасын, Палатка — и разъезды: 12-й км, Дукча, 22-й км, Водяной (29-й км), Хабля (34-й км), 68-й км.
С 1 июля 1956 г. железная дорога Магадан — Палатка была законсервирована как «нерентабельная, дающая сверхплановые убытки», а все полномочия по ее дальнейшему использованию переданы автобазе № 4.
Большую часть подвижного состава железных дорог Дальстроя в середине 1950-х гг. отвезли на Сахалин, а остатки бросили на месте.
Правительство СССР и руководство Дальстроя строили грандиозные планы по соединению Транссиба с Магаданом и другими пунктами Колымского края.