La ligne, d'une longueur de 12 km, est construite par la société allemande Vering und Waechter et mise en service le 1902. Elle est avant tout destinée à l'évacuation des roches des carrières de Saint-Nabor vers la plaine mais un service voyageurs est également assuré.
Vers 1930, un projet d'embranchement vers Klingenthal et sa Manufacture Royale d’Armes Blanches est envisagé mais sera finalement annulé pour des raisons économiques.
En 1938, un autorail diesel remplace le train à vapeur pour le service voyageurs.
Le service voyageurs est assuré jusqu'au 1954. Il est ensuite remplacé par une desserte routière en autobus. Les derniers engins ayant effectué le service voyageurs sur la ligne étaient des autorails Renault type ZO de 120 CV diesel construits en juin 1934.
La locomotive T3 Borsig aux carrières d'Ottrott-Saint-Nabor, début du XXe siècle.
La gare de Bœrsch lors de l'inauguration de la ligne.
Inauguration de la gare de Rosheim-Ville.
Train touristique
De 1969 à 1987, un train touristique, le « Train folklorique de Rosheim à Ottrott » (« S'Bimel-Bähnel » en alsacien), circule sur la ligne une dizaine de jours par an en juillet et août. Il est emprunté par 3 000 à 4 000 touristes chaque année. Le train est assuré par une locomotive à vapeurBorsigT3(de), un ancien wagon postal (originaires de la ligne) et des anciennes voitures SNCF modernisées. La desserte des carrières se fait avec des wagons trémies et des locotracteursRenault.
En 1988, les carrières de Saint-Nabor, en difficultés financières, cessent de financer le train touristique. Celui-ci est alors contraint d'arrêter son exploitation. Les carrières sont définitivement fermées en 2002. La ligne est alors inexploitée.
En 2007-2008, il est question d'une remise en état de la ligne en vue du chantier de sécurisation des carrières. Le projet est finalement annulé.
En 2007, la locomotive Borsig et le wagon postal ont été transférés d’Ottrott au dépôt de la CTS de Strasbourg-Kibitzenau.
Plusieurs projets sont proposés : la ligne pourrait être réhabilitée afin de créer une liaison ferroviaire vers le Mont Sainte-Odile. Un autre projet préconise la dépose de la voie et le réaménagement de la plate-forme en piste cyclable.
Une page Facebook pour la remise en service de la ligne est créée en 2014[3], suivie par un site internet[4] en octobre 2015. Une pétition est également lancée en mars 2016[5].
En février 2017, la communauté de communes des Portes de Rosheim (désormais propriétaire de l'emprise ferroviaire) annonce la dépose de la voie pour la fin de l'année malgré l'opposition des maires d'Ottrott et de Saint-Nabor. Une voie verte, aménagée par une équipe de paysagistes, doit alors remplacer l'ancienne voie ferrée[6]. Le , la locomotive Borsig et le wagon postal, stockés au dépôt CTS de la Kibitzenau depuis près de dix ans, sont transférés en Charente-Maritime par convoi spécial. Prêtés par Alsace Destination Tourisme au Train des mouettes, la locomotive et son wagon seront restaurés par l'association Trains et traction[7],[8].
Les travaux d'aménagement de la voie verte démarrent en novembre 2018, son inauguration[9] a lieu en .