I lavori di costruzione iniziarono nel 1900. La linea fu aperta all'esercizio nel gennaio 1906.
Dopo la rivoluzione la linea fu bloccata dai cosacchi sotto il comando dell'Ataman Dutov. Tagliato fuori dai rifornimenti di cibo, e incapace di sostenersi autonomamente a causa delle coltivazioni obbligate di cotone, il Turkestan russo venne colpito da una grave carestia. La perdita temporanea della Trans-Aral permise anche al Soviet di Tashkent di mantenere una certa autonomia da Mosca durante il periodo immediatamente successivo alla presa del potere da parte dei bolscevichi.
