モンゴルの鉄道は、1938年にウランバートルからナライフ（英語版）炭鉱までの43kmの軽便鉄道が建設されたのを嚆矢とし、同年中にソ連の協力のもとで236kmにおよぶ貨物路線が建設された。

モンゴル縦貫鉄道の建設は1947年に開始され、1950年に北部の路線が全線開通し、1955年には中華人民共和国が建設していた集二線と接続して中蒙国境まで開通した[1]。これにより、北京-モスクワ間は従来の満洲里経由と比較して1,141km短縮された。

全線開通後の1958年7月28日、ポーランドのワルシャワで鉄道国際協力機構による国際連絡旅客列車時刻表会議が開催された。この会議により、北京からモンゴル縦貫鉄道を経由してモスクワを結ぶ国際列車の運行が決定され、1959年6月4日に北京-ウランバートル-モスクワ間の国際旅客列車が正式に運行を開始した。

1960年代から始まった中ソ対立の影響で、1965年10月12日には、1955年に中華人民共和国がソ連やモンゴル人民共和国との取り決めでモンゴル縦貫鉄道と同じ広軌の1,520mm軌間に改軌した集二線の軌間が標準軌の1,435mmに再び改軌され、台車交換駅が中蒙国境駅であるエレンホト駅に変更された。