Von 1856 bis 1872 wurden zahlreiche Grubenfelder gemutet, die u.a. auch mit Kaiserstuhl benannt waren. Dieser Name wurde von der Zeche übernommen. Das Abteufen der Schächte 1 (Förderung) und des damals üblichen Wasserhaltungsschacht gestaltete sich schwierig. Beide wurden ab 1853 bzw. 1854 abgeteuft und schon damals begannen Probleme mit starken Wasserzuflüssen. 1858 wurde erstmals Kohle gefördert. Der reguläre Abbau begann 1860 mit dem Eisenbahnanschluss. Er dauerte kaum fünf Jahre. 1865 traten Risse im Mauerwerk von Schacht 1 auf. Er soff ab und wurde gesümpft. 1868 ersoff der Schacht erneut, dann wieder 1869. Nach einem Pumpenschaden 1871 soff er wieder ab. Bis 1890 lief dann ein regelmäßiger Betrieb, bei dem offenbar der Schachtsicherheitspfeiler nicht ausreichend war. An der Grenze zum Karbon geriet der Schacht 1 in Schiefstellung und bis 1892 gab es nur Reparaturarbeiten. Bis 1894 wurde nur noch Restabbau betrieben, da die Zukunftsperspektiven ungünstig waren. Das Abbauverbot unter dem Stadtgebiet von Dortmund im Jahr 1895 bedeutete das Ende der Zeche.
Der Schacht 1 wurde verfüllt. Schacht 2 blieb offen. Er wurde mit einem Teil des Grubenfelds von der Zeche Tremonia angepachtet. Ab 1915 kaufte Tremonia das Teilfeld und baute Schacht 2 zum Wetterschacht aus. Heute liegen beide Schächte in einem Grünstreifen und sind an den Schachtdeckeln erkennbar, falls man sie im Gestüpp findet. Alle Betriebsgebäude sind abgerissen.
Erhalten ist die ehemalige Waschkaue. Das Gebäude wurde 1924 als Waschkaue und Betriebsgebäude, später als Bürogebäude der Westfälischen Wohnstätten AG und als Verwaltungssitz der Deutschen Edelstahlwerke genutzt. Nach der Besetzung durch StudentInnen der Fachhochschule für Design befindet sich hier das selbstverwaltete Künstlerhaus Dortmund. Auf der Betriebsfläche westlich davon entstand ab den 1990er Jahren ein Gewerbegebiet. Vorher war es mit Anlagen der Rheinstahl Union Brückenbau AG überbaut. Die Förderung war mit 100000 - 140000 t jährlich ziemlich gering. 1890 wurden 151245 t als Maximum erreicht.

Die Anlage I lag in der nördlichen Innenstadt von Dortmund. Der als ab 1872 Westphalia 3 geteufte Schacht 1 kam nur mit Schwierigkeiten in Förderung. Bis 1875 traten starke Wasserzuflüsse auf. Wegen der schwachen Konjunktur und Finanzproblemen konnte erst ab 1877 Kohle gefördert werden. 1878 wurde die Zeche getrennt von Westphalia betrieben. Mit dem Durchschlag beider Anlagen 1884 war der vom Oberbergamt vorgeschriebene zweite Ausgang als Rettungsweg vorhanden, ohne den eine Zwangsstilllegung möglich gewesen wäre. Erst 1901 ging der Schacht 2 in Betrieb. Ab 1909 begann von unter Tage, 1911 von über Tage das Abteufen von Schacht 3. Er wurde 1914 als Hauptförderschacht in Betrieb genommen. 1888 ging die erste Benzolfabrik der Welt auf der Kokerei in Betrieb. Ab 1911 bestand eine 2,5 km lange Seilbahn durch das Gelände der Westfalenhütte zur Anlage Kaiserstuhl II. Sie transportierte Koks zu den Hochöfen und auf dem Rückweg Schlacken für den Bergeversatz.
Bis 1955 blieb die nach dem 2. Weltkrieg als Kaiserstuhl West betriebene Anlage selbständig. Danach wurde die Förderug auf Kaiserstuhl II (Ost) gehoben. Nach der Gesamtstilllegung 1966 entstand auf dem Zechengelände ein Gewerbegebiet. Der größte Teil wurde von einem Einkaufszentrum und der Sportanlage "Tropa Mare" eingenommen. Die danebenliegende Actienbrauerei übernahm den westlichen Teil für die Betriebserweiterung. Ende der 1980er Jahre waren die beiden Großanlagen nicht zeitgemäß und steckten in wirtschaftlichen Problemen. Das Zechengelände wurde mit dem erweiterten Umfeld im Rahmen der Wohnumfeldverbesserung Gewerbegebiet Bornstraße neu überplant. Die Sportanlage und das Einkaufszentrum wurden ab 2007 abgerissen und umgebaut. Es entstand das neue Westfalen Einkaufszentrum (WEZ), das 2008 öffnete. Der Schacht 2 liegt mit einer Protegohaube versehen auf dem Kundenparkplatz, der Schacht 1 ist am Revisionsdeckel zu erkennen. Der Schacht 3 liegt auf dem Firmenparkplatz hinter dem WEZ. Er ist teilweise überbaut und an der bis über das Dach hochgezogenen Protegohaube zu erkennen.

Die Anlage Kaiserstuhl II (nach 1945 Kaiserstuhl Ost) wurde ab 1891 abgeteuft. Sie lag mitten im riesigen Areal der Westfalenhütte von Hoesch und belieferte die daneben liegenden Hochöfen mit Koks. Für die Belegschaft baute man eine kleine Zechenkolonie, die später von den Industrieanlagen komplett eingeschlossen war. Die Wohnverhältnisse waren nach heutigen Maßstäben menschenunwürdig. Bei den Bombardements im 2. Weltkrieg wurden die Häuser zerstört und die Fläche später von der Hütte genutzt. Auf dem Luftbild von 1926 ist im Innenbereich des nördlichen Blocks ein Kühlturm (!) zu erkennen. Ab 1924 wurde im neuen Schacht 3 die Förderung gehoben.
Durch die Lage war Kaiserstuhl Ost als zentraler Förderstandort prädestiniert und nach dem Durchschlag 1955 mit Kaiserstuhl West wurde die gesamte Förderung aus dem Grubenfeld hier gehoben. Der Schacht 3 hatte dazu eine Turmförderung erhalten. Da durch den Kohleabbau unter den Werksanlagen eventuelle Ansprüche durch Bergschäden gegenüber Dritten entfielen wurde auch der Abbau auf diesem Bereich konzentriert.
1966 kam die Stilllegung. Die Kokerei wurde bis 1991 weiter betrieben. Von 1992 bis zum Jahr 2000 lief die Kokerei Kaiserstuhl III, die nördlich der Zeche gebaut wurde. Sie galt als modernste und umweltfreundlichste Kokerei der Welt. Sie wurde mit der Aufgabe der Stahlbasis in Dortmund überflüssig und nach China verkauft. Monatelang wurde sie demontiert, verschifft und wieder aufgebaut. Die Betonfundamente der Koksbattererien und einiger Nebenanlagen wurden etwa 2009 abgetragen. Die Flächen der Hochöfen und der Hütte sind fast komplett abgeräumt und werden seit 2015 auf neue industrielle und gewerbliche Nutzungen vorbereitet. Noch ist das Zechengelände nicht zugänglich, da der gesamte Komplex nur für Werksangehörige zugänglich war. Über den eingezäunten Schächten stehen Protegohauben.