1889 war die Strassenbahn St. Gallen–Teufen–Bühler–Gais betriebsbereit. 1904 war auch die Weiterführung von Gais bis Appenzell erstellt. Bereits vorher plante eine eigens gegründete Aktiengesellschaft den Bau einer Bahn von Gais nach Altstätten.
Am 16. Dezember 1903 erfolgte der Baubeschluss. Auf dem Abschnitt zwischen Altstätten und Stoss wurden Zahnstangen des Systems Strub eingebaut, und die dreiachsigen Triebwagen waren für Adhäsions- und Zahnradbetrieb ausgerüstet. Als Antriebsenergie diente bereits bei der Bahneröffnung der elektrische Strom.
1947 fusionierten die beiden eigenständigen Aktiengesellschaften der St. Gallen-Gais-Appenzell- und Altstätten-Gais-Bahn zur St. Gallen-Gais-Appenzell-Altstätten-Bahn (SGAA). Ein weiterer Zusammenschluss führte 1988 zur Integration der SGAA in die Appenzeller Bahnen.