Il parco macchine inizialmente era composto da 8 vetture a due assi chiamate "Union", costruite nel 1901 per la parte elettrica dalla fabbrica Österreichische Union Elektricitats Gesellschaft di Vienna e per la parte meccanica dalla Weitzer Waggon Fabrik di Graz. Erano numerate da 1 a 8 e rimasero in servizio fino al 1935 quando furono sostituite dalle vetture OMS-TIBB. Durante tutta la Prima Guerra Mondiale una vettura "Union", di cui non è nota la matricola, fu adattata a tram soccorso ed attrezzata con barelle per il trasporto dei feriti dall'altopiano carsico all'Ospedale Maggiore di Trieste.
Delle otto vetture di allora ne rimangono soltanto due: la 1 e la 6. Nel 1935 esse furono rispettivamente rinumerate 111 e 112, le altre vennero demolite. Dal 1935 fino al 1984 e 1992 tali due vetture sono state adibite rispettivamente acarro officina per la manutenzione del binario e della linea di contatto (111) e come contrappeso per la funicolare (112).In occasione della rinumerazione dei rotabili operata nell'Ottobre 1961, divennero rispettivamente 411 e 412.

In occasione della ricorrenza dei 90 anni della trenovia nel 1992, la vettura 411 è stata restaurata per servizi riservati (matrimoni, commemorazioni, turismo, ecc.), resa nuovamente marciante ed ha nuovamente ricevuto lo "storico" numero 1, con tanto di apparecchiature ed allestimenti del 1902, tranne alcuni particolari forzatamente più moderni (sedili dei passeggeri, piattaforme di guida chiuse, due porte di accesso, illuminazione interna/esterna e pantografo). La numero 1 è ora la vettura tranviaria più "anziana" ancora marciante in Italia e tra le più anziane in Europa.

Quando la gestione passa a TT Trasporti nel 2001, il centenario della trenovia è alle porte. Il nuovo gestore, in collaborazione con ACT che è ancora proprietaria di entrambe le motrici storiche, intraprende nel 2002 il restauro della seconda unità, assegnandole anche lo "storico" numero 6. Rimasta allo stato originale e ferma all'aperto dal 1984 su un binario morto del Museo Ferroviario di Trieste Campo Marzio, necessitava di un radicale intervento di recupero sia nella parte meccanica che nella carrozzeria. L'intento era renderla funzionante nel più breve tempo possibile, per poterla utilizzare in coppia con l'altra motrice per corse speciali.

L'attuale parco è composto da sei vetture a carrelli, costruite dalle OMS Stanga di Padova per la carrozzeria e dal TIBB di Milano per l'equipaggiamento elettrico. Esse assunsero matricole a partire da 101 e furono consegnate in due periodi distinti: le vetture serie 101/105 furono consegnate nel 1935, le vetture 106 e 107 furono costruite durante il periodo autarchico nel 1942.

Queste ultime differiscono dalle precedenti per alcune caratteristiche: le panche interne sono costruite a doghe di legno, mentre le altre vetture hanno le panche realizzate in un unico pezzo ricoperto in sky di colore rosso o verde; i controller in origine (ora non più in quanto le manutenzioni succedutesi hanno "rimescolato" la disposizione sulle vetture marcianti) erano costruiti con materiali più poveri, quali ghisa e cartone isolante, contro il bronzo e la seta impregnata delle precedenti. I finestrini esterni sono squadrati mentre sulle altre vetture sono arrotondati ed infine le due vetture non hanno le prese d'aria sopra ogni finestrino.
 
Tutte le vetture sono dotate di un respingente: questo serviva fino agli anni sessanta, in quanto nelle prime ore dei mattino (il servizio allora iniziava alle ore 4.00) veniva agganciato un carro adibito al trasferimento dall'altopiano carsico dei prodotti agricoli e in senso inverso delle merci necessarie alle popolazioni limitrofe. Ora questo respingente si limita al traino, fuori servizio, di rotaie poste su un carro pianale, della fune traente fino alla cabina di manovra della funicolare (Vetta Scorcola) o l'eventuale traino di una vettura guasta.
 
Il 28 ottobre 1961, allo scadere della concessione della "Società Anonima Piccole Ferrovie", il subentrante Comune di Trieste rinumerò il parco macchine sostituendo la cifra iniziale "1" con il "4". Quando la gestione passò all'ACEGAT, il 1 gennaio 1971, la nuova società applicò sull'imperiale di tutte le vetture, in prossimità delle piattaforme di guida, gli indicatori della linea 2 (prima la linea tramviaria non aveva nessuna numerazione), ricalcando la fattura degli indicatori di linea che facevano già bella mostra di se su tutti i tram che viaggiavano sulla rete urbana della città.
 
Purtroppo nei decenni di servizio si sono verificati anche degli incidenti: la vettura 403 fu radiata e successivamente demolita in seguito ad un gravissimo incidente avvenuto nella mattinata del 28 Novembre 1975 in discesa all'imbocco dei rettilineo di Conconello quando, a causa della perdita di aderenza e conseguente aumento vertiginoso della velocità, deragliò impattando contro un muro di contenimento.

La vettura 405 è stata revisionata ed equipaggiata con un sistema di azionamento a chopper realizzato da Ansaldo. Questa apparecchiatura consente anche il recupero di energia elettrica in fase di discesa, come avveniva dal 1902 fino all'aprile del 1928. Il sistema sperimentale ha avuto un positivo riscontro e ne è prevista l'estensione a tutte le unità in servizio.

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