Der Streckenteil zwischen Basarabeasca und Bilhorod-Dnistrowskyj wurde zwischen 1915 und 1916 durch die Russischen Südwestbahnen erbaut, um auch den südlichen Teil Bessarabiens bahntechnisch zu erschließen. Am 2. Januar 1916 wurde die Strecke vom damaligen "Romanowka" ins damalige "Akkerman" eröffnet, die Strecke wurde dann auch während des Ersten Weltkrieges über Eisenbahnfähren oder Pontonbrücken zur Überquerung des Dnister-Limans nach Odessa verlängert, hier gab es bereits eine Strecke nach Owidiopol, die einfach verlängert wurde. Die Strecke Odessa nach Owidiopol wurde ebenfalls 1916 eröffnet, es gab zwar bereits 1891 eine Gesellschaft, die diese Strecke bauen wollte, eine erteilte Konzession erlosch aber 1894 wieder. Nach 1918 wurden die Behelfsbrücken zerstört und der größte Teil der Strecke bis nach Bugaz (heute Satoka) kam zum Königreich Rumänien, der Streckenteil wurde wie viele weitere in den Jahren 1921 bis 1923 auf Normalspur mit 1435 mm Spurweite umgebaut, nach der Annexion durch die Sowjetunion nach dem Zweiten Weltkrieg wurde die Strecke dann wieder zurückgespurt. Nachdem bereits 1940 mit dem Bau einer Holzbrücke über den Liman begonnen war, wurde diese 1941 nach dem Überfall auf die Sowjetunion nicht mehr weitergebaut und erst nach 1945 wiederhergestellt.