In augustus 1912 neemt de Hollandsche Electrische Spoorweg-Maatschappij de 28 kilometer lange spoorlijn van Hoofddorp naar Leiden in gebruik. De HESM bouwt in Leiden een eigen station aan de Heerensingel. Tussen het station Heerensingel en het Leidse hoofdstation komt een verbindingsbaan. Net als op de meeste Haarlemmermeerlijnen staakt NS ook tussen Hoofddorp en Leiden het reizigers- als het goederenvervoer per 1 januari 1936. Vrijwel direct hierna is de complete spoorlijn opgebroken. De verbindingsbaan tussen Leiden en Leiden Heerensingel blijft nog tot 1972 in gebruik voor het goederenvervoer.

Zestig jaar na de drooglegging van de Haarlemmermeer neemt de Hollandsche Electrische Spoorweg-Maatschappij twee lokaalspoorlijnen door de droogmakerij in gebruik. In augustus 1912 opent de HESM de verbindingen Aalsmeer - Hoofddorp - Haarlem en Hoofddorp - Leiden Heerensingel. In de daaropvolgende jaren breidt de HESM het net verder uit. Hoewel de overige spoorlijnen buiten de polder liggen, staan ze bekend als de zogenaamde Haarlemmermeerlijnen. De spoorlijn tussen Aalsmeer en Haarlem is net als de meeste andere Haarlemmermeerlijnen per 1 januari 1936 gesloten voor het reizigersvervoer. Een half jaar later staakt NS ook het goederenvervoer tussen Haarlem en Hoofddorp. Het baanvak Hoofddorp - Aalsmeerderweg volgt in juni 1943. Het goederenvervoer tussen de halte Aalsmeerderweg en Aalsmeer is in december 1953 opgeheven. Het baanvak is niet veel later opgebroken.

De Hollandsche Electrische Spoorweg Maatschappij opent de spoorlijn tussen Bovenkerk en Uithoorn in mei 1915 tegelijkertijd met de aansluitende lijn tussen Aalsmeer en Amsterdam Willemspark. De acht kilometer lange spoorlijn is tot 1950 in gebruik voor het reizigersvervoer tussen Amsterdam, Uithoorn, Mijdrecht, Vinkeveen en Nieuwersluis-Loenen aan de Rhijnspoorweg. In 1972 staakt NS het goederenvervoer tussen Amsterdam en Uithoorn officieel. Het baanvak tussen Uithoorn en het Jollenpad is echter nog tot 1981 in gebruik voor de aanvoer van materialen en later van reizigersmaterieel voor de nieuwe Schiphollijn. In 1987 is het baanvak tussen Bovenkerk en Uithoorn alsnog opgebroken.

Op 1 mei 1915 neemt de Hollandsche Electrische Spoorweg-Maatschappij de bijna veertien kilometer lange spoorlijn Aalsmeer - Amsterdam Willemspark en de zijtak tussen Bovenkerk en Uithoorn in gebruik. Terwijl op 1 januari 1936 het reizigersvervoer op het grootste deel van het HESM-net wordt beëindigd, rijden van Amsterdam naar Uithoorn en Aalsmeer en tussen Uithoorn en Nieuwersluis nog tot september 1950 reizigerstreinen. Het baanvak Aalsmeer Oost - Bovenkerk is dat jaar gesloten en enkele jaren later opgebroken. In 1972 staakt NS ook het goederenvervoer tussen Aalsmeer en Aalsmeer Oost. Het baanvak is drie jaar later opgebroken. In 1972 wordt ook het goederenvervoer tussen Uithoorn, Bovenkerk en Amsterdam gestaakt. Het baanvak tussen Uithoorn en het Jollenpad blijft echter nog tot 1981 in gebruik als aanvoerroute voor de aanleg van de Schiphollijn. Hiervoor is bij het Jollenpad een aansluiting naar de nieuwe spoorlijn aangelegd. Wanneer NS in 1978 het baanvak Schiphol en Amsterdam Zuid in gebruik neemt, wordt het reizigersmaterieel voor de geïsoleerde spoorlijn via de Haarlemmermeerlijn aan- en afgevoerd.

Tussen 1912 en 1918 opent de Hollandsche Electrische Spoorweg Maatschappij een omvangrijk netwerk van lokaalspoorwegen in het gebied tussen Haarlem, Amsterdam, Utrecht en Leiden. Hoewel de lijnen grotendeels buiten de Haarlemmermeer liggen, krijgen ze in de volksmond de naam 'Haarlemmermeerlijnen'. De HESM voorziet het net van lokaalspoorwegen van bijna dertig stationsgebouwen, bijna zeventig baanwachterswoningen en diverse woningen voor het personeel. Op 1 januari 1936 beëindigt NS het reizigersvervoer op het grootste deel van het voormalige HESM-net. Alleen van Amsterdam naar Uithoorn en Aalsmeer en tussen Uithoorn en Nieuwersluis rijden nog tot september 1950 reizigerstreinen. Een deel van de Haarlemmermeerlijnen blijft na het beëindigen van het reizigersvervoer open voor het vervoer van goederen. Zo ook de spoorlijn tussen Aalsmeer, Uithoorn en Nieuwersluis. Begin jaren '70 heft NS ook het goederenvervoer op vrijwel alle resterende lijnen op. Het baanvak Uithoorn - Nieuwersluis blijft nog tot juni 1986 in gebruik.