국내 최초의 경전철인 부산~김해 경전철 사업을 추진해오고 있던 포스코건설은 2003년 12월 19일 철도기술연구원으로부터 경전철 시험선 구간의 건설공사를 수주해 착공했다.

이 시험선은 경부고속철도 개통을 위해 기존 경부선을 개량 및 이설하는 과정에서 생긴 경북 경산시 남천면의 경부선 폐선 부지 위에 건설하는 것으로 2004년 9월 완공됐다. 총길이가 2.4㎞(본선 1870m, 측선 387.5m, 대피선 121m)였고, 4개 역(1개역 관리 및 검수기능, 3개역 시험용 간이역)이 들어섰다. 배선 방식은 단선(지상 및 고가 형태)이며, 신호방식은 ATC/ATO이고, 차량은 고무차륜(AGT)으로 궤간이 1700㎜이며, 2량 1편성으로 100석 규모였다.

정부는 중전철 도시철도 건설이 지나친 건설비와 운영비 때문에 지자체의 재정에 큰 위협이 될 수 있음을 인식하고 중전철보다는 경전철 건설을 권유해 왔다. 국내에서도 여러 도시에서 경전철을 도입하고 있는데 부산~김해 경전철이 착공을 앞두고 있었다.

하지만 이들 도시에서 운행되는 경전철은 대부분 외국 모델이어서 외화 낭비는 물론이고, 외국 부품의 사용으로 고장 발생 때 신속한 대처가 어렵고, 유지보수 비용도 만만치 않을 것으로 예상됐다.

이 때문에 정부에서는 국내 기술로 경량전철을 개발할 필요성을 느끼고, 한국철도기술연구원 주관으로 경전철 기술개발 사업을 1999년부터 2005년까지 수행하고 있으며, 기술개발 사업의 일환으로 경북 경산시에 시험선을 구축한 것이다.

경전철 시험선은 원래 경기도 의왕의 철도박물관 근처에 건설하려고 했으나, 지자체의 이해 부족으로 건설이 어렵게 되자 전남 목포시에 삼학도 복원사업 및 공원개발 사업과 연계해 추진하려고 했다. 이것 역시 해당 지역 시민단체의 반발로 무산되자, 경북 경산시의 경부선 폐부지에 건설하는 것으로 방향을 바꾸고 기본 및 실시 설계를 완료한 다음 업체 선정작업을 벌여 포스코건설을 시공사로 선정했다.

정상적이라면 1년 반 가량의 공기가 필요했으나 발주처인 철도기술연구원에서 경량전철 시험운행을 통한 연구의 촉박성을 이유로 8개월 만에 완료해줄 것을 요청함에 따라 포스코건설은 착공과 동시에 돌관작업에 들어갔다. 단계별로 작업을 추진하다가는 도저히 공기를 맞출 수 없어 전구간 동시작업으로 방향을 잡고 인력과 자재와 장비를 한꺼번에 투입해 예정 공기인 2004년 9월에 공사를 완료했다.