登別温泉軌道株式会社は設立主である栗林五朔が「北海道が発展し室蘭も繁栄することで、登別温泉の価値も高まる」と考え、登別に投資することを決めた事にはじまる。
その投資額は10万円（現在高約9億円超）で、温泉施設や温泉、道路、水道営業権、その他温泉諸権利などを買い受け、登別温泉の再開発に挑んだ。

浴客誘致のため登別から登別温泉間の交通機関を整備すべく、栗林五朔は登別温泉軌道株式会社を大正4年4月に設立。
旧道路は拡幅され、軌道を敷設し12月に開通を迎えた。
これにより大正5年には来客が3万5千人あまりの記録となる。

大正5年9月、馬鉄の馬町がストライキを起こし、終列車の客が温泉まで歩くという問題が起きた。また、曳馬が暴れて脱線事故を起こすこともしばしばあった。
栗林五朔は大正6年3月軌道会社の臨時総会を開き、その席上で動力を機関車へ改める事を発表した。

同年8月、6トン蒸気機関車2両を購入。その他付属品も加え、4月には試運転にはいる。勾配あり、水の補給ありの諸問題を半年をかけて解決し、大正7年5月に開通させた。
馬鉄以来2年5ヶ月。蒸気機関車の誕生である。客車3両連結、乗員30人、見物客も現れた。

登別温泉への客は大正6年には9万5300人、7年には11万5200人あまりと急増した。

蒸気機関車は現在の中登別で水を補給していたが、そのさきの急な勾配のため煙突から火の粉を放ち、乗客の衣服を焦がしたり、熊笹に飛び火し火事になるなど不評もでた。
さらなる交通の利便性を追い求め第一次世界大戦の不況のなか、大正12年の軌道会社は蒸気から電車への切り替えを断行決議する。投資額25万6300円（現在高8億2000万円相当）の巨大な費用であった。

同年7月、電化工事が開始された。電源は軌道会社が温泉町に送電していた発電所にタービンを2基増設し、電力を確保した。

そして大正14年11月、念願の電車軌道が開設した。

だが出力にも限界があり、補助電力として重油火力発電所を設置。
さらに同年、千歳川上流にカルルス発電所をつくり主力電源として営業にあたった。

電車定員は50人、立ち席を含め100人のボギー車で常時2両、1日10往復で運行所要時間片道35分。乗客に大好評で大正15年には浴客12万1100人あまりへと急激に進展をみせ、登別温泉の名声が全国へと響き渡ることとなった。