La línea tiene sus orígenes en el Ferrocarril Sarriá-Barcelona (FSB) en el primer tramo urbano, puesto en servicio en 1863, y en los Ferrocarriles de Cataluña en el tramo del Vallés, inaugurado entre 1916 y 1925.

La estación sufrió varias modificaciones, como la elevación del andén e instalación de marquesinas o la ampliación del edificio de pasajeros en 1956, que se convirtió en una planta superior.

Cabe destacar que en 1941, con la nacionalización del ferrocarril en España, FCC, FSB y sus infraestructuras no pasaron a ser gestionadas por RENFE, debido a que la línea no era de ancho ibérico.

Debido a la indefinición se produjo una degradación del material e instalaciones, que en algún momento determinaron la paralización de la explotación.

[9]​ La actual estación de San Quirce está situada en trinchera, con las dos vías generales con andenes laterales parcialmente cubiertos por marquesinas metálicas.

[7]​ Las instalaciones se completan con un amplio aparcamiento de intercambio modal con el ferrocarril, que accede directamente al andén 2 con barreras tarifarias.

Desde Sarriá los trenes salen del túnel urbano y suben por la empinada rampa hasta el Pie del Funicular, donde se encuentra el túnel que cruza la Sierra de Collserola.

A continuación se baja por el tramo inicialmente construido como ramal hasta la Universidad Autónoma, para continuar hacia San Quirce, encontrándose antes de la ruta original de 1922.

El viaje continúa hacia Sabadell, entrando en el túnel urbano para pasar por Can Feu | Gracia y subida a los túneles que describen una larga curva a la izquierda hasta la Plaza Mayor de Sabadell, donde la línea terminó entre el verano de 2016 y 2017 en la antigua estación de Sabadell Rambla.