新竹厂线约建于日治时期末期，原计划通往台湾有机合成株式会社新竹厂，但由于运送资材来台湾的货船于太平洋战争中被炸沉，故厂房始终未完工。战后台肥新竹厂开始兴建，约1955年重铺铁轨。油库线自新竹货站北侧与纵贯线分岐，向山侧延伸。干线在进入厂区前，先分支出通往液氨储槽的侧线（更早期另有通往硫磺堆积厂与硫酸工厂的侧线）。进入厂区后于干线0.677公里处分出硫酸錏仓库线，长200公尺；0.907公里处有300公尺长的新竹化工线，但后因关厂而拆除。厂区路线于东势街平交道终止，过平交道后干线分出400公尺长的尿素仓库线，