PALERMO-TRAPANI (VIA MILO e CASTELVETRANO)
La Palermo-Trapani, di 125,17 km, via Milo venne inaugurata il 15 settembre 1937 quando venne aperto all'esercizio il tratto di linea.
Il primo collegamento tra le due città risale al 1881 quando la Società Sicula Occidentale inaugurò l'ultimo tratto di collegamento. I lavori erano il 1º giugno 1880, e fu aperto il primo tratto da Palermo Lolli a Partinico. Un mese dopo si inaugurava il tratto a sud, Trapani-Castelvetrano. Nel 1881 la linea collegava Partinico con Castellammare del Golfo.
La linea completa risultava così di 194,314 km e fino al 1885 rappresentava un terzo della rete isolana. Il linea segue la costa da Palermo fino ad Alcamo, raggiunge l'interno e Mazara del Vallo La tratta da Palermo Centrale a Piraineto, fa parte del passante ferroviario di Palermo, Piraineto, stazione di diramazione per Trapani e per l'aeroporto Punta Raisi.
In seguito riprende a correre lungo la costa fino a Marsala e a Trapani. Ma non era la via più breve tra Palermo e Trapani; lo scopo della ferrovia infatti non era quello di collegare i due capoluoghi, era di far giungere a Palermo il pesce di Mazara del Vallo e i vini di Marsala (oggi servizio Palermo Brancaccio-Incoronata/Faenza, di Lotras, gestito da Mercitalia Rail).
Il traffico viaggiatori tra le località di Trapani e Palermo è stato sempre scarso, anche le condizioni del servizio stradale erano davvero pessime, l'intero viaggio che durava oltre 10 ore.
Con il passaggio alle FS venne finalmente progettato il tratto di raccordo e si realizzò il collegamento più breve, di 47 km, per raggiungere Trapani, con diramazione Alcamo.
La tratta via Castelvetrano, aveva una certa quantità di traffico viaggiatori e merci, anche dalla Ferrovia Castelvetrano-Porto Empedocle chiusa all'esercizio nel 1987; in seguito a ciò si è notevolmente ridotto il già poco consistente utilizzo della linea tra Alcamo e Castelvetrano.
Il 22 giugno 2001, nell'ambito dei lavori per l'estensione del servizio ferroviario metropolitano di Palermo, venne elettrificata la tratta da Palermo Notarbartolo a Tommaso Natale, e fu attivata la fermata di Palazzo Reale-Orleans.
Nell'ottobre 2001 venne attivata una diramazione da Piraineto all'aeroporto di Palermo-Punta Raisi, di 4 km. La tratta da Palermo a Piraineto è stata elettrificata e raddoppiata, ed è ora percorsa dai treni del servizio ferroviario metropolitano di Palermo, parte del passante ferroviario di Palermo, dal 2018 è quasi del tutto a doppio binario ed interrata, il servizio Palermo-Punta Raisi viene effettuato da ETR425 in livrea aeroportuale, "Trinacria Express".
Il 4 ottobre 2010 la tratta da Palermo Centrale a Palermo Notarbartolo venne interrotta per i lavori di raddoppio del binario e parziale interramento della sede. La tratta venne riaperta il 29 dicembre 2011.
Il 25 febbraio 2013 la circolazione fu sospesa, a tempo indeterminato, tra le stazioni di Alcamo Diramazione e Trapani a causa di alcuni smottamenti di terreno che interessarono anche la massicciata ferroviaria istituendo autoservizi sostitutivi mentre i treni per Palermo e Trapani sono sul percorso più antico e lungo via Castelvetrano.
RFI comunicò l'intenzione di ripristinare la relazione quanto prima avviando il programma di potenziamento già previsto dal 2003 della intera linea Palermo-Trapani via Milo.
Sono tuttora in programma i lavori di ripristino del più rapido collegamento ''via Milo'', si prevede di riaprire la linea nel 2023.
Inoltre, la pendenza massima è del 22 per mille tra le stazioni di Salemi-Gibellina e Castelvetrano; fra Trapani e Palermo, si incontra il 19 per mille fra le stazioni di Trappeto e Partinico. La velocità massima è di 125 km/h tra Capaci e Piraineto, ma la velocità della linea è compresa tra 80 e 90 km/h.