La línea conocida como el "Tren del Dique" fue una infraestructura ferroviaria de importancia para el desarrollo industrial y social de Puerto Real a principios del siglo XX. Según los archivos del Diario de Cádiz, se inauguró oficialmente en el año 1903, conectando la red principal y las instalaciones del Dique (los astilleros) de Puerto Real.
El servicio estaba diseñado para los trabajadores de los astilleros. El horario respondía a la jornada laboral de la época: la salida se efectuaba desde la estación de empalme a las 7:00 de la mañana y el tren de regreso partía desde el dique a las 17:50 de la tarde. Antes de la ampliación de la línea, los obreros debían realizar andando el trayecto desde el núcleo urbano de Puerto Real hasta la estación de empalme, situada en la zona de la Algaida. El entorno de la estación en aquella época era un paraje desprovisto de las infraestructuras que hoy lo definen: la autopista, el campus universitario o el polígono industrial.
La línea mejoró notablemente a partir de 1907, cuando se estableció un servicio directo desde la estación de Puerto Real, facilitando el desplazamiento hasta el trabajo. Esta mejora introdujo una complejidad operativa en la estación de empalme. Para cambiar el sentido de la marcha hacia el Dique, o viceversa, la locomotora requería una maniobra. El procedimiento consistía en utilizar una plataforma giratoria (llamada en el argot ferroviario, rotonda) para cambiar la posición de la locomotora, colocándola en el extremo opuesto del convoy para dirigirlo hacia Matagorda.
Una fotografía histórica, de principios del siglo XX y tomada en la estación de Puerto Real, muestra el tipo de tracción utilizada: un tren impulsado por una locomotora de la serie 120 de la compañía "Andaluces", un modelo habitual en las líneas secundarias y de cercanías.
El servicio del Tren del Dique fue clausurado de forma definitiva el 31 de julio de 1967. La razón principal de este cierre fue la necesidad de liberar espacio para obras de infraestructura de gran envergadura: la construcción de la nueva autopista y la edificación del Puente de la Bahía. La demolición final, el desmantelamiento de las vías y de las instalaciones de empalme, se llevaron a cabo en 1973.