Myšlenka o spojení obou měst železnicí se objevila již v okamžiku rané fáze rozvoje železniční sítě v Srbsku, v roce 1886. Stanice ve Valjevu tehdy byla pro trať z Bělehradu konečnou. Rozhodnutí trať vybudovat padlo v předvečer první světové války. Francouzský investor tehdy získal koncesi na výstavbu trati. Stavební práce postupovaly poměrně rychle; byl vyražen tunel pod vrcholem Brđani, nedaleko Valjeva. Postaveny byly také pilíře mostu přes řeku Obnica. Vzhledem k vypuknutí konfliktu však byly stavební práce zastaveny. Rozhodnutí o obnově stavebních prací na trati padlo v roce 1941, nedlouho před začátkem druhé světové války.