El tren del valle del río Ouche tiene una larga historia. Fue una de las tres primeras concesiones que se hicieron en Francia. En 1826 Samuel Blum compró la concesión de las minas de carbón, la fábrica de vidrio y el castillo de Épinac. Concebió enlazar mediante un ferrocarril sus minas con el canal de Borgoña, que se estaba terminando, que se encontraba unos 28 kilómetros al norte.

El 7 de abril de 1830, el rey Carlos X pudo firmar la orden de concesión, a pesar de la oposición de los pueblos que atravesaba la futura línea, que al ser privada pero de utilidad pública, fueron expropiados para la construcción de una línea de ancho de vía normal, llamada Chemin de fer d'Épinac. Los trabajos se terminaron en 1835.

A pesar de ser un ferrocarril industrial privado, permitió un desarrollo importante de la producción de hulla de las minas de Épinac qude pasó de las 5.000 Tm en 1830 a las 160.000 en 1860.

En 1905 comenzó la explotación del tramo entre Dijon y las minas de Épinac, en la que se hacían tres trenes al día de pasajeros de ida y vuelta. El tren entre Dijon y Gissey-sur-Ouche se le acabón llamando el "tren de los pescadores".

En 1939 este tramo fue suprimido para pasajeros pero no para mercancías, y un autobús postal hacía el recorrido desde Dijon a Epinac les mines. La II Guerra mundial hizo el resto y la línea se desmanteló parcialmente. No fue hasta 1968 en que se cerró el único tramo que aún subsistía con verdaderos esfuerzos.

En 1972 nace el tren turístico, mediante una compra masiva a la SNCF de todos las empresas e inmuebles del cantón por parte del SIVOM del cantón de Bligny-sur-Ouche.

Como no se había dejado nada de la vía de ancho normal, se toma la decisión en 1973 de poner vía de ancho estrecho de 0,60 metros, pudiendo ser inaugurado un tramo de 7 km con gran pompa en 1978.

En 1986 la explotación encuentra su actual forma deibdo a la Ley 1901, en la que los miembros del CFVO son los propietarios del material, de los equipamientos para realizar un museo interactivo.

Se realizaron varias prolongaciones de la línea: en 1995 llegó hasta Val de Thorey, en 1998 llegó hasta May, a medio camino entre Thorey y Pont d'Ouche, en 2007 se decidió la entrada a Pont d'Ouche. La línea de momento no puede seguir hasta la estación de Pont d'Ouche debido a que tendría que construirse un paso a nivel en la carretera departamental, que se aprobó en 2004, pero que hoy día se ha desestimado.