El trazado de la Vía Verde de Poblete aprovecha una mínima parte del trazado del ferrocarril Madrid - Ciudad Real - Badajoz. Este ferrocarril tuvo una historia bastante peculiar. Fueron capitalistas franceses los primeros interesados en tender un ferrocarril entre Badajoz y Ciudad Real.

Al éxito de esta línea ayudaría la conexión en Almorchón con otras vías que daban acceso a las ricas cuencas carboníferas cordobesas del Guadiato. En 1866 terminó la construcción de este tramo, pero pronto se comprendió que el negocio verdaderamente rentable era tramar una ligazón ferroviaria desde Ciudad Real hasta Madrid.

Puestos a ello, se emplearon todos los capitales y energías en la construcción de este nuevo sector desde Ciudad Real hasta la estación de Madrid-Delicias, construida por este ferrocarril como su gran terminal. Pero fue tanto el agotamiento económico de la empresa que, al tiempo de rematar la línea en 1879, fue absorbida sin remisión por la más potente MZA. Así, los trenes de Ciudad Real y Badajoz finalizarían ruta en la terminal de Atocha. Además de variar cabecera madrileña, hubo una variante urbana exterior al casco en Ciudad Real, con nueva estación al sur, común para los trenes que venían desde Manzanares.

La línea tuvo su última convulsión en 1988. Ya bajo la tutela de Renfe, el tramo Madrid-Ciudad Real se trocó en la primera sección del AVE Madrid-Sevilla. La vieja vía fue desmantelada en su mayor parte y, sobre su explanación, se tendió una futurista vía sobre la cual vuelan desde 1992 raudos trenes entre Andalucía y Madrid. 

El actual trazado de la Vía Verde de Poblete resultó precisamente de este proceso. La salida sur de Ciudad Real varió sustancialmente, emparejando la red convencional su trazado a la nueva línea de alta velocidad, abandonándose la clásica estación. Esto dejó fuera de servicio también este tramo, desde la ciudad hasta la primera estación, la de Poblete. Desde allí la vieja traza del siglo XIX sigue en servicio paralela a la de alta velocidad hasta Puertollano, donde cada una busca su camino: la de alta velocidad a Andalucía y la veterana ibérica hacia Extremadura por el bello Valle de Alcudia.