L'AISAF ha avviato nel 2000 e terminato per la sua parte nel 2003 il Progetto Treno Storico, teso a realizzare anche in Puglia, come in diverse altre Regioni del nord-Italia, un treno storico regionale, composto da rotabili (locomotive e carrozze) che hanno svolto tipicamente il loro servizio sul territorio pugliese ed atto a percorrere le linee più suggestive della rete FS.
Nell'arco di 4 anni, con un investimento di alcune migliaia di euro e con la continua opera volontaria dei Soci residenti a Taranto, sono state recuperate due locomotive elettriche, otto carrozze e due bagagliai d’epoca, e altri carri merce atti a circolare.
Tutti i rotabili sono stati restaurati, riverniciati e rimessi in perfette condizioni di marcia. Preziosa si è rivelata in questa fase la collaborazione delle F.S., in particolare la DTMR (Direzione Trasporto Metropolitano Regionale) di Bari, e delle OMR di Taranto, dove sono ospitati i rotabili del Treno Storico.

Questo l'elenco dei mezzi che sono stati recuperati in questa prima fase:

1.	E  626 185	costruzione Savigliano 1935 - locomotiva elettrica a  c.c., perfettamente funzionante.
2.	E  636 318	costruzione Tibb 1959 - locomotiva elettrica a c.c.
3.	Cz 37315	marcatura attuale Bz 37315, carrozza di 3 cl., in origine cassa in legno del 1917, ricostruzione 1948 riconosciuta come “centoporte”, nei colori bruno/isabella degli anni dal 1935 al 1956
4.	Cz 36503	marcatura attuale Bz 36503, carrozza di 3 cl. origine del 1907, ricostruzione del 1931. nei colori verde vagone/nero degli anni tra il 1906 e 1935.
5.	Duz 95013	marcatura attuale DU 508391380 013-8, regio postale del 1936 nei colori d’origine bruno/isabella
6.	Cz 36859	carrozza di 3 cl. del 1930 nei colori bruno/isabella.
7.	Bz 36499	carrozza di 3 cl. del 1929 nel colore bruno degli anni tra il 1956/1973
8.	Bz 39033	carrozza di 2 cl. del 1948, ricostruzione su telaio del 1933, nei colori bruno/isabella
9.	DI 5083 9318 337.3	postale a due assi del 1931
10.	Az 5083 1918 003.2	carrozza di 1 cl. Serie 35000 del 1939

Gia nel corso del 2001 i primi mezzi restaurati sono stati presentati in una manifestazione svolta nella stazione di Taranto il 19 agosto 2001, per sensibilizzare la cittadinanza, i ferrovieri e gli appassionati. Successivamente il treno ha compiuto diverse uscite di prova in linea, per verificare operativamente la piena funzionalità delle macchine. Le macchine e le carrozze sono state quindi inserite nel parco del Materiale Storico da parte dell'UMTR di Firenze.

Nel corso del 2003 a Taranto si è costituita l'ATSP - Associazione Treni Storici Puglia con lo scopo sociale di promuovere ed organizzare Treni Storici per la Puglia e la Basilicata e tutte le iniziative e manifestazioni ad essi collegate, con materiale rotabile funzionante, per scopi culturali, didattici e turistici, e di provvedere al reperimento ed alla conservazione del materiale ferroviario di peculiare interesse storico e scientifico, da utilizzare per treni storici.

Con essa la Direzione Trasporto Metropolitano Regionale di Trenitalia di Bari, istituendo ufficialmente il Treno Storico Regionale Puglia, ha sottoscritto una Convenzione per la sua gestione operativa. Il Treno Storico Pugliese esce così dalla fase di Progetto e diventa una realtà concreta ed operativa sotto la cura dell'ATSP.