Die Strecke wurde am 26. September 1914 als private Lokalbahn eröffnet. Den Betrieb führten die Königlich Ungarischen Staatsbahnen (MÁV) für Rechnung der Eigentümer.
Nach dem Ersten Wiener Schiedsspruch kamen die mehrheitlich ungarisch besiedelten Gebiete der Tschechoslowakei und damit auch die Strecke Levice–Úľany nad Žitavou im November 1938 wieder zu Ungarn. Betreiber waren nun wieder die Ungarischen Staatsbahnen (MÁV). Der Fahrplan der MÁV verzeichnete 1942 drei Personenzugpaare.[2] Nach dem Zweiten Weltkrieg kam die Strecke 1945 wieder vollständig zu den ČSD.
Schnellzug im Bahnhof Úľany nad Žitavou (2012)
Am 25. Januar 1955 eröffneten die ČSD die Strecke Turňa nad Bodvou–Rožňava. Damit bestand nun in der südlichen Slowakei eine durchgehende Hauptverbindung zwischen Bratislava und Košice. Über diese Verbindung – die als Südslowakische Eisenbahnmagistrale bezeichnet wird – verkehrten fortan auch durchlaufende Schnellzüge. Stetig steigende Verkehrsleistungen in dieser Relation erforderten einen teilweise zweigleisigen Ausbau und die Elektrifizierung. Der elektrische Eisenbahnbetrieb zwischen Šurany, Úľany nad Žitavou und Levice wurde am 20. Dezember 1991 aufgenommen, zweigleisige Abschnitte bestehen derzeit noch nicht.
Im Jahresfahrplan 2021 verkehren Schnellzüge der ZSSK in der Relation Bratislava hlavná stanica–Banská Bystrica im Zweistundentakt, sie kreuzen in der Ausweiche („výhybňa“) Pial jeweils zur üblichen Symmetrieminute. Personenzüge verkehren unregelmäßig in verschiedenen Relationen. Während der Hauptverkehrszeit nachmittags besteht ein Zweistundentakt zwischen Nové Zámky und Zvolen os. st.[3]
