Planene om en direkte jernbanelinje mellom Stavne og Leangen, ble utarbeidet allerede i 1922. Tanken var å ha en jernbanelinje som gikk utenom sentralstasjonen på Brattøra slik at særlig gods som skulle videre, kunne kjøre utenom sentrum. Det var også et ønske om å ha en reserveløsning dersom banen gjennom byen skulle bli stengt. Byggingen ble ikke satt i gang før under 2. verdenskrig etter ønske fra Wehrmacht. Stavne–Leangenbanen ble bygd for kunne ha en reserveløsning som gikk utenfor Trondheim sentrum, ved en eventuell sabotasjeaksjon. Byggingen ble satt i gang etter en båtkollisjon med Nidelv bru i 1940, som førte til skader på brua og gjorde at den ble stengt i en periode. Løsningen ble å bygge bane med tunnel under Tyholt. Tyske pionertropper bygde en feltbru for Stavne–Leangenbanen over Nidelva ved Stavne, men denne ble senere bygget om.