La línea fue construida por la North and South American Construction Company entre 1889 y 1894 y operada por la compañía denominada Ferrocarril de Huasco, perteneciente al Estado.
En 1892 se construyó un muelle para el ferrocarril en el puerto de Huasco y en 1908 se edificó un desvío desde la estación de la ciudad hasta la plazoleta del muelle fiscal.
[6] En 1913 el Howard Syndicate construyó un pequeño ramal que corría hacia el este de la ciudad de Vallenar, alcanzando el sector de Pedro León Gallo.
Originalmente se proyectaba que la vía alcanzara el sector donde se unen los ríos del Tránsito y El Carmen, sin embargo dicha prolongación no se construyó.
[10] En 1960, con la puesta en marcha de la mina El Algarrobo, la Compañía Minera del Pacífico (CMP) construyó un ramal desde la estación Maitencillo hasta el yacimiento de hierro, y además se añadieron 9 kilómetros de vías hacia el nuevo puerto mecanizado de Guacolda; esta nueva bifurcación ocurría entre Huasco Bajo y Huasco.