旧国鉄樽見線（大垣駅～美濃神海駅）を1984年に転換して開業。1989年に神海駅（転換時に美濃神海駅を改称）～樽見駅間を延長開業し、全通（営業キロ：34.5km）した。
第三セクター鉄道として存続した主な要因は沿線の住友セメント工場からの貨物列車によるセメント輸送であったが、2006年3月に貨物列車の運行を終了。機関車の間合いで客車列車が朝通学時間帯に運行されていたがこちらも同時期に運行終了した。
終点の樽見駅が最寄りとなる薄墨桜の花見客が多い4月には観光客に対応する「桜ダイヤ」が実施される。
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開業当初は小型レールバスのハイモ180形が運行されていた。
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西濃鉄道（株主）
