完成复工勘测。由西北铁路工程局（现在中铁一局）施工。1965年10月临时通车。1966年4月铺轨至坝头。复工投资1828.29万元。1967年1月全线通车，未经验收就由施工单位交付刘家峡水电工程局铁路分局接管运营。 2009年，该铁路上最后3台建设型蒸汽机车退役。现用GKD内燃机车。2020年，沿刘家峡专用线铁路的黄河三峡旅游观光小火车项目启动建设。