関釜連絡船(山陽汽船の下関・釜山航路)が1905年9月11日に就航した。そして京釜鉄道と、官設東海道線や山陽鉄道・九州鉄道との間で、同連絡船を介して旅客手荷物と速達扱い貨物の連絡運輸を開始した。
参考文献:『広島駅七十年の歩み』,広島駅,1965年12月1日
海軍省は日露戦争後の1904年(明治37年)に、長門無煙炭鉱株式会社を買収した。同鉱で産出する無煙炭を軍艦の燃料とすることが目的だった。そしてこの無煙炭を徳山の燃料廠へ輸送するため1904年4月に軍は、山陽鉄道へ厚狭〜大嶺間(19.7km)の鉄道敷設を命じた。
これを受け山陽鉄道は、5月に測量を終え、9月1日から全線を10工区に分けて一斉に着工した。そして突貫工事の末、1905年8月31日に同線は完成した。開通式は9月10日。そして9月13日から、山陽鉄道大嶺支線として運輸営業を開始した。
同線は1907年には一日191トンの貨物を発送するようになった。また炭鉱は海軍省から民間へ、1923年6月に払い下げられた。その後、発送量は増えていった。1953年度の大嶺駅の貨物収入は全国25位・広島鉄道管理局管内3位となった。
参考文献:美祢市歴史民族資料館,「平成9年度企画展 さよなら 大嶺線。 --- 美祢線の歴史 ---」パンフレット,1997年