1913년1월 전북철도주식회사가 철도 부설면허를 받아 1914년2월 자본금 30만원으로 회사를 설립한 후, 60만원으로 증자해 본사를 전주에 두었다. 1914년 5월 토목공사에 착수해 같은 해 10월에 준공하고, 1914년 10월 17일 이리 ~ 전주 구간이 여객 운송을 개시하였다. 또한 화물 등 일반 운송업무는 같은 해 12월 1일부터 시작하였다.[4] 본선 철도 시설의 총 건설비는 1927년 기준으로 55만 3천원[5]이었다. 1927년10월조선총독부에서 90만원에 매수해 경전북부선으로 개칭하고, 표준궤로 개궤하였다. 그 당시 철도 종사원수는 112명이었고 기관고 1개소, 정차장 7개소와 차량은 기관차 6량, 객차 18량, 화물차 53량 등 이었다. 1일 1리 평균 수입은 1926년 51원으로, 사설철도 가운데 영업실적은 양호한 것으로 평가되었다.
그 이후 1929년4월 18일 표준궤로 개궤하는 공사에 착공해 역사 등을 전면 신축하거나 개축했다. 개축 건조물 중 특이한 것은 익산역의 근대식 사옥 건물 구조와는 대조적으로 전주역사를 한옥 양식으로 세운점이다. 1931년10월 1일 전주 ~ 남원 구간의 개통을 시작으로 1933년10월 5일 남원 ~ 곡성, 1936년12월 16일 곡성 ~ 순천 구간 등이 차례로 개통되었다. 순천 ~ 여수항 구간은 이미 개통된 남조선철도 소속 광려선[6]을 조선총독부가 1936년9월 매수해 대대적으로 보수하였다. 광려선 인수와 함께 익산 ~ 여수항 구간을 전라선으로 개칭해 1937년3월 전 구간이 개통되었다.
광복 이후 1981년5월 25일 동산 ~ 신리 구간 이설과 함께 전주시내 구간은 동산 ~ 북전주 구간을 북전주선으로 남기고 폐지되었다. 한편 1990년대 이르어 여객열차, 화물열차의 빈번한 운행으로 선로용량 포화상태에 이르자 선로용량 증대와 고속화를 꾀하기 위해 신리 ~ 임실, 금지 ~ 압록, 구례구 ~ 동순천 등 64.3km 구간을 1단계 구간으로 1989년11월 18일에 복선화 공사를 착공하였고, 이후 잔여구간을 2단계 구간으로 1998년 6월 12일 착공하였다.[7] 1단계 구간은 1999년 5월 18일 완공되었고 이후에 2단계 압록 ~ 구례구의 8.9km 구간이 2001년 12월 27일 단선으로 이설 후, 복선화로 2002년10월 15일 완공되었다. 이후 임실 ~ 금지의 49.4km 구간도 2004년8월 31일 추가로 완공되었다.
2014년 8월 18일부터 남원, 여천역 KTX 정차 횟수가 증가하였다. 2015년4월 2일호남고속철도 개통과 함께 익산역에서 호남고속선을 경유하는 방향으로 KTX 진행 방향이 변경되었고 상행 10회, 하행 10회 등 이전보다 2편성 증가하였다. 열차 번호 순서도 재배치되었고 KTX-1이 일 상행 3편성, 하행 3편성 투입되는 것으로 변경되었다. 이를 통해 종점인 여수엑스포역까지 정차역 변수에 따라 2시간 40분에서 3시간 7분가량 소요된다.
2016년12월 9일수서고속철도 개통과 함께 KTX는 상행 14회, 하행 14회로 이전보다 4편성 증가하였고 증편된 4편성 가운데 2편성은 서대전역 경유 열차로 신설되었다.
2018년 현재 이 노선 내의 정차역 수는 11개 역[8]이며 이 중에서 KTX 정차역은 익산 - 전주 - 남원 - 곡성 - 구례구 - 순천 - 여천 - 여수엑스포 등 8개역으로, 전 열차가 정차하는 역은 익산 - 전주 - 남원 - 순천 - 여수엑스포 등 총 5개역이다. 그리고 그와 함께 누리로도 운행을 시작하였으나, 2018년8월 30일 상행열차를 끝으로 운행이 종료되었다.
서울을 오고가는 전라선 경유 열차는 현재 여수엑스포 - 수서/용산/행신 열차지만, 예전에는 용산을 출발해 순천에서 여수 대신 경전선으로 진입하여 진주로 가는 야간 무궁화호 1편성도 있었다.
연혁
일제강점기 시절
1913년 1월: 전북철도주식회사가 조선총독부측에 이리 - 전주 간 협궤철도 노선 부설을 허가받음.
북전주선은 동산역과 북전주역을 연결하는 철도 노선이다. 본래 전라선 본선 구간에 해당되었으나, 1981년 5월 25일 동산역 ~ 신리역 구간이 이설되면서 전주산업단지 화물 출입을 위해 동산 ~ 북전주 구간을 존치시킨 것이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30901이다.
2011년순천완주고속도로 개통 이전까지는 병행하는 고속도로가 없었고, 호남 지방에서 인구가 많았으며, 산업단지가 밀집한 호남 동부 지역을 연결해 수요가 많은 편이다.
고속화
1990년부터 경부고속철도과 호남, 동서고속철도에 이어서 4번째로 이리에서 여수까지 잇는 전라선 고속철도를 건설계획을 수립했다.[21] 실제로 전라선은 2011년10월 5일 복선전철화가 되어 KTX 운행이 시작되었고, 2012년5월 1일 고속화되어 운행시간이 단축되었다.
그러나 230km/h까지만 운행이 가능하고 기존선으로 운행하기 때문에 새마을호와 비슷한 중저속으로 운행하면서 '무늬만 고속철도'라는 비판이 제기되었다. 그래서 이를 해결하기 위해 전라선권 지자체장은 전라선 고속철도 건설 사업의 조속한 추진을 요구하고 나섰다.[22]