I forbindelse med utbyggingen av «Rjukan I» var det behov for å få transportert råstoffer inn, og produkter ut til kysten. I 1907 startet byggingen av Rjukanbanen, eller som den opprinnelig het. En 16 km lang jernbanestrekningen ble etablert mellom Rjukan stasjon og Mæl ferjekai (opprinnelig kalt Rollag) ved Tinnsjøen. Fra Rjukan stasjon ble det bygget et 5,22 km langt sidespor med en gjennomsnittlig stigning på 5,56 ‰ til Vemork. Fra Mæl gikk det jernbaneferge 30 km over Tinnsjøen til Tinnoset ferjekai. Fra Tinnoset gikk Tinnosbanen 34 km til Notodden brygge, hvor godset ble laster over på lektere og ført 54 km ned Norsjø–Skienkanalen til Skien. Jernbaneforbindelsen ble offisielt åpnet av Kong Haakon VII den 9. august 1909. Rjukanbanen og Tinnosbanen ble elektrifisert i 1911 som Norges første normalsporede, elektriske jernbane. I 1917 ble Bratsbergbanen åpnet mellom Notodden og Borgestad, og erstattet lektertrafikken mellom Notodden og Skien. Notodden nye stasjon, som ble bygget i 1917, ble ikke tatt i bruk før den nye jernbanestrekningen ble åpnet. Godstrafikken på strekningen ble nedlagt 5. juli 1991, etter at produksjonen på Rjukan stanset.