1940年至1943年間，日寇先後在海南西線修建了全長240.9公裡的鐵路。1941年5月，入侵海南的日軍為了早日拉出鐵礦石，以東方八所港、昌江叉河、昌江石碌為基地，強征勞工快速修建了石八(窄軌)鐵路。“石八線”成為日軍瘋狂掠奪礦產的重要運輸線。
在築路采礦中，日軍瘋狂抓丁野蠻生產，強迫勞動，每天勞作16個小時以上，卻隻給吃四兩飯，傷、累、病、死不計其數。僅修建八所礦橋就奪去了1.2萬名勞工的生命，留下白骨累累的“萬人坑”至今仍在。到1943年3月通車時，4萬多勞工隻剩下不足4000人，可謂“九死一生”！
2號館(海南鐵路人的奮鬥曆程)
展館以原海南鐵路辦公樓為展館，通過大量的實物、圖片、文獻史料展示了海南鐵路歸口管理四十多年來，在生產條件艱苦、設備設施陳舊落後的條件下默默奉獻、艱苦創業的奮鬥曆程。
3號館(百年跨海夢天塹變通途)
展館由原海南鐵路總公司辦公樓改建而成，展示了粵海鐵路通道從決策→修建→建成→發展，這一“百年跨海夢，天塹變通途”偉大壯舉。生動體現了黨中央、國務院對海南鐵路建設的巨大支持與關懷，謳歌了當代鐵路人的風采，展示了鐵路現代化建設的巨大成就，最終實現海南環島鐵路交通體係的美好願景！
1984年羅馬尼亞製造，是海南鐵路史上第一批乾線內燃機車，也是見證海南鐵路步入內燃時代的代表之一。
這是Nd2型內燃機車的儲油箱，燒油的機車比燒煤的機車速度快了50%，由最高時速80公裡提高到120公裡。
海南鐵路博物館園區不大，但藏品卻有著重要的曆史意義和文物價值，其“鎮館之寶”當屬充滿了故事的民國時期的公務車。鐵路公務車是供國家領導人及國家機關專用的鐵路客車車輛。
這台公務車，車號Gw，原產地：日本製造時間：昭和16年(1941年)。此車曾是原國民黨元首蔣介石的專用車輛，蔣介石夫人宋美齡曾乘坐過此車，並被命名為“美齡號”。1954年該車在墅理車輛工廠做整修生進行了國產化改造，上世紀七十年代，廣州鐵路局將此車從廣州調往海南鐵路，後因車輛技術狀態不良下線，一直存放在海南至今。
礦石車是鐵路車輛專用貨車的一種，專供運送礦石、碎石用。先後從K1型到K60型等共發展了十餘種型號。
K3型礦石車，由日本於昭和14年(1939年)製造，車長11米、高2米，載重30噸。從1939年日本侵占海南島修建鐵路開始，該型車一直用於海南鐵礦石的運輸直到1986年由新型車取代。是日本帝國主義對海南島侵占、掠奪行徑的鐵證。
1970年12月由我國齊齊哈爾車輛場製造。1987年1月配屬原海南鐵路總公司，擔負給蒸汽機裝煤以及卸煤渣工作。2003年5月隨著蒸汽機車停運而退出曆史舞台。