Závodná železnica, ktorá spájala Podbrezovú s Hroncom, sa začala stavať v roku 1876. Od začiatku bola rozvetvená k jednotlivým prevádzkarňam v oboch závodoch. V Podbrezovej prekračovala Hron a po jeho ľavom brehu viedla pozdĺž dnešnej trate k Chvatimechu. Skalný ostrov, pred dnešnou zastávkou Chvatimechu, prechádzala takmer sto metrov dlhým tunelom (jediným na úzkorozchodných železniciach), uzatváraným drevenými vrátami. Za Chvatimechom sa uhýbala vpravo a pozdĺž Čierneho Hrona sa vinula až do starého závodu v Hronci. Do prevádzky bola daná 25. októbra 1879 (prevádzka na nej bola ukončená 27. októbra 1992) a 25. októbra bola zaznamenaná aj prvá doprava osôb po tejto trati. Začiatkom dvadsiateho storočia v úseku Chvatimech – Podbrezová existovali paralelne dve železničné trate – pôvodná závodná úzkorozchodka Hronec – Podbrezová (750 milimetrov) a normálnorozchodná trať (760 milimetrov) MÁV. V roku 2003 bolo rozpracovaných osem variantov vedenia trate Čiernohronskej železnice v hlavnej doline, vrátane rôznych pripojení na železnice MÁV. Nakoniec bola využitá existujúca úzkorozchodná železnica, na ktorú sa v Hronci napájala lesná železnica do Čierneho Balogu. S jej výstavbou sa začalo 1908 a už 8. januára 1909 sa začalo s pravidelnou prevádzkou na tejto trase. Ďalšie vetvy dnes Čiernohronskej železnice sa stavali postupne a viedli do väčšiny dolín povodia Čierneho Hrona. Ich celková dĺžka dosiahla 132 km a šplhali sa až k tajomného Dobročskému pralesu pod Klenovským Veprom. V dobe najväčšieho rozkvetu prevádzku železnice zabezpečovalo stopätnásť zamestnancov a popri zvážaní dreva (až 330 tisíc m³ ročne) sa ňou denne prepravilo do zamestnania 200 až 250 osôb.
V roku 1982 bola z rozhodnutia vlády definitívne zastavená prevádzka na zostávajúcich 36 km trate, v tej dobe už, poslednej lesnej železnice na Slovensku. Zariadenie i technika boli určené na zošrotovanie. Že sa tak nestalo, o to sa zaslúžila skupina nadšencov aktivitami, ktoré zorganizovala na záchranu lesnej železnice. Patrili medzi ne (v lete 1983) prvá bezplatná brigáda pod názvom „Strom života“ a zapísanie zvyšných 17 kilometrov trate do zoznamu kultúrnych pamiatok.
Podbrezovské železiarne boli aj v druhej polovici dvadsiateho storočia nápomocné pri zachovaní funkčnosti tejto technickej pamiatky. Disponovali kolektívom opravárov parných rušňov, ktorí zabezpečovali ich prevádzkyschopnosť. Pod vedením majstra Petra Ličku a Jána Hrašku, dopraváci opravili parné rušne nielen pre Čiernohronskú železnicu (v rokoch 1975 -1990), ale aj pre Slovenské poľnohospodárske múzeum v Nitre (v roku 1988 to bol parný rušeň Kraus – Linz, typ z roku 1908), ale aj ďalšiu technickú pamiatku pre kysuckú železnicu vo Výchylovke (rušeň z roku 1910).