Aunque los primeros proyectos de llevar un ferrocarril a Olot datan de mediados del siglo XIX (anteriores incluso al Barcelona-Mataró), este ferrocarril fue definitivamente inaugurado en 1911, después de un dilatado proceso constructivo.

Los primeros proyectos planteaban unir Olot, capital de la Garrotxa, con Sant Joan de les Abadesses y sus ricas minas de carbón y, por el lado contrario, con el puerto de Roses. Más adelante, los planes se ciñeron al enlace de Olot con Sant Joan cuando esta última localidad se unió por ferrocarril con Barcelona. Otros proyectos más tardíos plantearon un enlace con la localidad de Torelló, donde se conectaría con el ferrocarril de Barcelona a Sant Joan. Finalmente, se eligió el más fácil camino del valle del Ter, enlazando en Girona con el resto de la red nacional.

Tras unos años de brillantes ejercicios económicos, con importantes proyectos de prolongaciones hacia el interior y hacia Barcelona, la Guerra Civil impuso severas pérdidas al carrilet. En la huida de las tropas republicanas fueron volados gran parte de los puentes y se perdieron locomotoras, coches y vagones. Las riadas del año 1940 se llevaron también las vías, con lo que la reconstrucción fue aún más penosa.

Los trenes de vapor fueron cediendo progresivamente paso a los automotores, aliviando la gestión del ferrocarril. A pesar de todo, la situación económica del ferrocarril era desfavorable, por lo que fue rescatado por EFE en el año 1963. Su sucesora, FEVE, no fue tampoco capaz de remontar la crisis del ferrocarril y, a pesar del elevado número de viajeros y de unos prometedores proyectos de unión con el carrilet de Girona a Sant Feliu de Guixols, se procedió a su clausura en julio de 1969.