El servicio ferroviario recién estrenado en Villanueva de Castellón incluía trenes de viajeros y de mercancías. Los trenes de viajeros se establecían en tres diarios de ida y vuelta, dos de ellos mixtos y el otro el correo; los cuatro trenes eran lentos, los mixtos incluían vagones de mercancías en la composición del tren, situados tras la locomotora, y tras ellos los coches de viajeros. Estos trenes tardaban quince minutos en recorrer el tramo nuevo hasta Alberique, y desde allí otras dos horas, como poco, hasta Valencia; los trenes salían, el mixto de la mañana, a las seis desde Valencia, para llegar a Villanueva de Castellón a las 8:30 horas; hasta las 14:30 horas no volvía a salir un tren desde Valencia hasta Villanueva de Castellón, el tren correo, que llegaba a ésta a las 16:45 horas. El tercer y último tren desde Valencia, otro mixto, salía a las seis de la tarde, llegando a Villanueva de Castellón a las 20:30 horas.
Andén principal de la estación. Colección Ayto.Villanueva de Castellón.
Las salidas desde Villanueva hacia Valencia se realizaban a las seis de la mañana, con un tren mixto que llegaba a Valencia a las ocho y media, luego un tren correo a las 9:30 horas, con llegada a Valencia a las 11:35, y el último, un mixto con salida a las seis de la tarde y llegada a Valencia a las 20:30 horas.
Una locomotora siempre pernoctaba en la estación, albergada en su cochera; era la que llegaba con el tren mixto a las 20:30 horas, que realizaba el tren mixto de las seis de la mañana del día siguiente. Por ello, también pernoctaban en la estación de Villanueva de Castellón coches y furgones, además de guardafrenos y jefes de tren.
Este horario fue el mismo de 1915 a 1919 y tras la reanudación del servicio, de 1922 a 1926; en 1927 se modifican ligeramente, pues de Valencia el primero salía a las 6:45, el correo a las 15:15 y el último a las 17:15. De Villanueva de Castellón a Valencia, el primero a las 8:25, el segundo a las 12:30 y a las 19 el último. Este horario duró hasta 1931, cuando de nuevo se modifica empeorándolo más aún, de modo que de Valencia solo circulan dos trenes hasta Villanueva de Castellón, el primero a las 6:45 y el correo a las 15:15. Desde Villanueva de Castellón el primer tren en dirección a Valencia salía a las 10, no había otro antes, y el último del día a las 17:40.
En 1932 se modifica de nuevo el horario, siguen siendo solo tres trenes, que salen de Valencia a las 6:35, a las 14 y a las 18:40, pero volviendo a recorrer la línea entera; sin duda hubo protestas en Alcudia, Alberique y Villanueva de Castellón por la reducción del servicio. Desde Villanueva salían a las 6:55, a las 9:20 y a las 17:30.
Aunque el horario publicado en las guías de ferrocarriles correspondiente a 1933 y 1934 no los reflejan, puesto que se actualizan muy tarde, en 1935 las guías ya presentan los horarios de los trenes autovías, que seguramente ya regían en 1934 por lo menos. El servicio ofrecido pasa a ser de tres trenes diarios igualmente, con la novedad de que se cambian los trenes mixtos, el primero y el último del día, por autovías. Desde Valencia se sale con autovía a las 6:30, a las 14:10 el tren correo y de nuevo autovía a las 18:25 horas. Desde Villanueva de Castellón se sale a las 7:15 con autovía, correo a las 14:15 y autovía a las 18:30. Mientras los trenes mixtos y correo tardaban en llegar a Villanueva de Castellón entre 2:15 y 2:33 horas, según épocas, el autovía lo hace en 1:25 horas. Es un autovía el que pernocta en la cochera de Villanueva de Castellón.
Antes de empezar la guerra, en 1936, el servicio era más amplio; salen de Valencia autovías a las 6:25 y a las 19 horas, el correo lo lleva un autovía y el antiguo tren correo se suprime, sustituido por un tren mixto a las 14:15. De Villanueva solo salen autovías, a las 6:45, a las 14:20 y a las 19 horas. Durante la guerra teóricamente seguía vigente este horario, aunque gravemente trastocado por la falta de gasoil y carbón.
A partir del 8 de julio de 1939 el servicio de viajeros se hace solo con autovías y se produce un gran aumento de trenes destino a Villanueva de Castellón, pues salen a las 6:20, a las 9, a las 11:30, a las 14:15, a las 17 y a las 19 horas. De Villanueva, salidas a las 6:45, a las 8, a las 11, a las 13:20, a las 18:10 y a las 18:45; este horario se mantuvo hasta 1943, cuando, en plena postguerra, se suprimió el servicio con autovías por falta de gasoil, servicio que no se reanudó hasta 1948. Las viejas locomotoras de vapor volvieron a ponerse en cabeza de los trenes.
En junio de 1924 la Inspección de Ferrocarriles por el Estado, según escrito del Inspector Julián Oliver describe así el servicio en este ferrocarril:
“las estaciones… se ve el estado de abandono en que se encuentran, particularmente los muelles de mercancías” ”… las vías secundarias para el servicio de los vagones, hay estación de mucho tráfico que también son deficientes…” “la composición de los trenes no es limitada, porque no existe cuadro de arrastre para las locomotoras, disponiendo la formación de aquellos a juicio, cálculo o capricho de la sección… “ “Las máquinas siempre llevan más carga de la correspondiente, sufren averías por obligárselas a veces al arrastre con exceso. Parte de la culpa tienen también los maquinistas, debido a que perciben un tanto por ciento de las economías que hagan en el carbón por el tonelaje que arrastren; hay veces que ellos mismos piden se les agregue a su tren más vagones de los que deben llevar”
A finales de la década de 1920 el transporte por carretera, en concreto las líneas de autobuses, comienzan a ser una preocupación para las compañías ferroviarias. En el caso del ferrocarril de Valencia a Villanueva de Castellón, la longitud de la línea y la escasa velocidad y potencia de sus locomotoras favorece, y mucho, la fuga de viajeros hacia los autobuses. Mientras el ferrocarril gozó de la falta de competencia, esto no inquietó lo más mínimo a su dirección, que no introdujo mejora alguna para tratar de mejorar sus horarios. Pero ahora se pierden viajeros.
La solución más económica encontrada fue competir con los autobuses, con autobuses, éstos últimos sobre los raíles. Sabemos que la CTFV tenía experiencia con los autobuses, pues suya era VASA. Ahora se trataba de autovías, que tanto éxito estaban teniendo desde finales de la década de 1920 en muchas líneas secundarias de todo el mundo. Ahora escribiré sobre ellos, junto el resto del material móvil.
En 1928 se transportan 748.921 viajeros, pero la competencia de la carretera hace que en poco tiempo desciendan a los 519.643 viajeros en 1932. La reacción es la implantación del servicio de coches autovías rápidos, ese mismo año. Estos servicios son muy bien acogidos por el público, en 1934 son 659.244 viajeros y en 1935 son 891.556. Esta franca recuperación no se trunca por la guerra, alcanzándose en 1939 los 988.352 viajeros, en 1940 casi se dobla esta cifra, con 1.708.974, y en 1941 con 1.862.665 viajeros.