Le rail arrive aux Sables-d'Olonne le 30 décembre 1866 en provenance de La Roche-sur-Yon et Nantes. Il faut attendre juillet 1886 pour que Les Sables soient reliés à Paris par un itinéraire direct passant par La Roche-sur-Yon, Bressuire, Thouars, Saumur-Rive Droite, ChâteauduLoir, Courtalain et Chartres. De Thouars à Paris-Montparnasse cet itinéraire de 479 km emprunte la grande radiale de Paris à Bordeaux du réseau de l'Etat.
L'itinéraire initial passe par Château-du-Loir
Ce premier itinéraire ne présente pas un profil de ligne de plaine. De Paris à Chartres, les pentes et rampes se succèdent sans toutefois excéder 7 mm/m. Mais dès que la ligne se sépare de celle du Mans à la bifurcation des Vauroux (km 88,4), le profil se durcit considérablement sur les 84 km jusqu’à Sargé-sur-Braye avec une succession de rampes allant jusqu’à 15 mm/m. S'ensuit un profil