Le projet de construction de la ligne de chemin de fer du Dakar-Niger est élaboré à la fin du XIX siècle par le général Gallieni, commandant du Soudan français. L’objectif était de relier la fleuve Niger et le port de Dakar afin de permettre l’acheminement des matières premières vers la métropole. La ligne sera achevée d’être construite au début du XX siècle : le tronçon Kayes-Koulikoro sera inauguré en 1904 et la totalité de la ligne, Dakar-Koulikoro en 1924.
En 1947, une grève des cheminots éclate et va durer plusieurs mois afin d’obtenir les mêmes droits que les cheminots français. L’écrivain sénégalais Ousmane Sembène relate cette grève dans son roman Les Bouts de bois de Dieu publié en 1960.
A l’indépendance du Mali et du Sénégal, après l’éclatement de la Fédération du Mali, l’ancienne régie des chemins de fer de l’Afrique de l’ouest est scindée en deux compagnies distinctes, la Régie des Chemin de Fer du Mali (RCFM) et la régie sénégalaise. Un accord entre le Sénégal et le Mali en 1962 détermine l’exploitation commune de la ligne par les deux régies.