Возможность строительства железнодорожной линии между Таиландом и Бирмой была рассмотрена в XX веке британским правительством Бирмы, но предлагаемое направление дороги, через холмистые джунгли с большим количеством рек, было признано непосильной задачей. В 1942 году японские войска вторглись в Бирму из Таиланда и отвоевали её у Великобритании. Для снабжения своих войск в Бирме японцы использовали морской путь через Малаккский пролив и Андаманское море. Этот путь постоянно подвергался атакам подводных лодок союзников и требовал большого количества транспортных судов. Очевидной альтернативой стало строительство железной дороги. Оно началось практически одновременно с двух сторон в июне 1942 года. 17 октября 1943 года обе линии соединились. Но к тому времени обстановка на фронте начала меняться в пользу союзников, и необходимость в дороге отпала, поскольку японцы стали отступать из Юго-Восточной Азии.

Самая известная часть дороги — мост номер 277 через реку Кхвэяй. Изначально река носила название Мэкхлонг, однако успех вышедшего в 1957 году фильма «Мост через реку Квай» (по одноимённому роману Пьера Буля) побудил таиландские власти переименовать в 1960 году течение реки выше впадения притока Кхуэной («малый приток») в Кхвэяй («большой приток»).

Первый деревянный мост через эту реку был закончен в феврале 1943 года, железобетонный мост был построен в июне. Авиация союзников несколько раз пыталась разрушить этот мост, но лишь 2 апреля 1945 года мост 277 был разбомблен[1]. После окончания войны две центральные секции были восстановлены в Японии и переданы Таиланду по репарациям.

В результате военных действий дорога была приведена в негодное состояние, и движение по ней долго отсутствовало. Реконструкция прошла в три этапа и завершилась 1 июля 1958 года. Восстановлена и до сих пор используется только часть дороги (130 км), расположенная на территории Таиланда. Большая часть линии разобрана, а рельсы использованы при строительстве других железнодорожных объектов. В основном здесь ездят туристы, а также родственники и потомки погибших пленных.

Северные участки дороги, проходящие по территории Бирмы (ныне — Мьянмы) намеренно не восстанавливались из-за опасения вооруженного нападения со стороны маоистского Китая. Сегодня они поглощены джунглями. В 1990-е годы существовали планы по полной реконструкции железной дороги, но пока они не осуществились.