Entre 1882 et 1895, les Chemins de fer de l’État belge modifièrent les plans de la partie située entre Gedinne et la Meuse en choisissant de faire aboutir la ligne à Dinant au lieu de Givet. Jusque 1898-1899, la portion de ligne autour de Houyet était isolée et le seul accès au reste du réseau ferré se faisait par la ligne 150 Houyet - Jemelle construite de 1880 à 1894 et fermée de 1959 à 1978.
Jusqu'au XXe siècle, elle était aussi dénommée Athus-Sambre, appellation qui englobait aussi la ligne 150 Dinant - Tamines, qui était alors la continuité logique de grande majorité des trains de marchandises de l'Athus-Meuse. La nationalisation de la Compagnie du Nord - Belge, qui exploitait la ligne Dinant - Namur entraîna le report des trains de marchandises sur cette ligne plus facile, au détriment de la ligne 150.
Longtemps une composante majeure de la sidérurgie du bassin lorrain, qui fournissait à l'Athus-Meuse d'importants trafics dans chaque direction (minerai lorrain ou importé, coke, produits sidérurgiques, rames retournant à vide...), cette ligne, non électrifiée subit de plein fouet la crise de la sidérurgie dans le bassin lorrain dès les années 1970, principalement après la fermeture de l'usine d'Athus en 1977. A un point tel point que le nombre de circulations journalières devenait tellement faible que la SNCB envisagea de mettre la ligne à simple voie et de supprimer le trafic des voyageurs sur une partie de la ligne, comme elle le fit pour la ligne 167 qui reliait la gare d'Athus à celle d'Arlon.
Toutefois, l'autre axe nord-sud, la « ligne du Luxembourg », étant particulièrement utilisée par le trafic de voyageurs, l'Athus-Meuse garda ses atouts de ligne « cargo » en délestant la ligne 162[4]. Elle put rester rentable, entre autres, grâce à la création du Terminal Container d'Athus en 1979. Ce port secmultimodal, le plus grand de Belgique, relie aujourd'hui les différents ports de la mer du Nord, dont principalement Anvers, Rotterdam et Zeebruges, à la Grande Région et, depuis peu, à la Méditerranée à la suite de la création d'une ligne directe vers la France[5].
Afin de disposer d'un axe plus compétitif que la ligne du Luxembourg pour ses trains de marchandises, la SNCB décida, à la fin des années 1990, de moderniser intégralement l'Athus-Meuse (électrification en 25 000 volts en courant alternatif, adaptation du gabarit, relèvement de la vitesse...)[6]. Elle est aujourd’hui parcourue par quelques trains omnibus mais est surtout empruntée par un important trafic de trains de marchandises internationaux. Elle fait en effet partie du corridor Sibelit.
Traçé
Son tracé est désormais repris par les lignes suivantes d'Infrabel :
la ligne 150 entre Dinant et Houyet (désormais renommée Ligne 166 sur cette partie) ;