概要
元々千頭御領林の木材は寸又川で筏流しにて輸送していたものの、第二富士電力が千頭ダムを造る為その代替として建設された。1922年に同様の理由で北恵那鉄道が建設されており、その先例に倣って1931年に寸又川専用軌道が沢間～大間で軽便鉄道として開通した。但し、この時点ではまだダム建設の途中であり、あくまで電力会社の専用鉄道という扱いで、木材輸送は受託であった。徐々に奥地へと線路が伸びる一方で沢間～千頭は索道が使用された。
1935年に新たな専用鉄道である「大井川専用軌道」が千頭～沢間～大井川ダムに軽便鉄道として建設されることになるとこの路線に乗り入れて千頭に木材を運び出すこととなった。
1936年に大井川専用軌道が大井川鉄道から直接貨車を乗り入れる為に改軌することとなったが、寸又川専用軌道は軽便鉄道のままで、千頭～沢間を三線軌条の共用区間とすることとなった。
1938年に寸又川専用軌道沿線におけるダム工事が完了し、同線は帝室林野局に譲渡され千頭森林鉄道と改称した。
1951年に寸又峡温泉への送迎列車として千頭～尾崎坂で旅客列車が走り始めた。運賃は無償で「エンジン」という愛称で親しまれた。
1954年に中部電力は大井川専用軌道を井川まで伸ばして中部電力専用鉄道と改称したが、この時点では旅客営業をせず、千頭～沢間の旅客列車は寸又峡温泉行のものだけだった。
1959年に中部電力専用鉄道は大井川鉄道井川線として旅客営業を開始。当時の車両は森林鉄道に酷似しており（下の絵を参照）、こちらも「エンジン」とよばれた。また、井川線は尾盛駅からの森林輸送を受託したため千頭森林鉄道と井川線の混同がしばしば起きた。
1963年、大井川鐵道は道路開設に伴い千頭～奥泉～寸又峡のバスを開通させた。これにより送迎列車の運行は中止された。
1969年に千頭森林鉄道は全線廃止となり千頭～沢間の三線軌条も撤去された。
現在寸又峡温泉の2か所に森林鉄道車両が保存され、旧大間駅も残されている。
