Jabarkan Stasiun dari Jalur Utama Sōya

L: Ekspres Terbatas ( Sōya / Sarobetsu )

R: Semua Layanan kereta cepat Nayoro

r: Beberapa Layanan kereta cepat Nayoro

Ujung paling utara: W80 Wakkanai

Jalur ini awalnya dibangun sebagai bagian dari penghubung antara daratan Jepang dengan perbatasan utara Jepang saat itu yaitu Karafuto (setengah selatan Pulau Sakhalin). Dari Pelabuhan Wakkanai, sebuah feri ke Ōdomari (sekarang Korsakov) yang beroperasi hingga akhir Perang Dunia II.

Segmen pertama jalur ini adalah dari Asahigawa (sekarang Asahikawa) ke Nagayama yang dibangun oleh Perusahaan Kereta Api Pemerintah Hokkaido pada tahun 1898. Jalur ini diperpanjang ke Nayoro pada tahun 1903, dan ke Wakkanai pada tahun 1922 yang sepanjang rutenya kemudian dikenal dengan Jalur Tempoku (, Tenpoku-sen) melalui Hamatombetsu. Rute sekarang melalui Horonobe dibuka sebagai bagian dari Jalur Teshio (, Teshio-sen).

Setelah kekalahan Jepang dalam perang, jalur tersebut kehilangan fungsinya sebagai penghubung ke Sakhalin, tetapi tetap penting sebagai jalur utama ke bagian utara Hokkaido. Jalur Utama Sōya secara bertahap kehilangan semua jalur cabangnya, dan yang ada saat ini merupakan cabang panjang dari Jalur Utama Hakodate.