Eksploatacja lasów bieszczadzkich i transport drewna wymagały budowy linii kolejowej. Zamierzenia budowy normalnotorowej linii z Łupkowa w kierunku Cisnej nie zostały zrealizowane przede wszystkim z uwagi na trudny teren i duże koszty. Wtedy właśnie narodził się pomysł na budowę linii wąskororowej, o prześwicie toru 760 mm, z Nowego Łupkowa do Majdanu, którego uruchomienie nastąpiło w styczniu 1898 roku – w kolejnych latach poprowadzono tory w głąb Bieszczadów. Budowa linii łączącej wąskotorówkę z koleją normalnotorową umożliwiła transport drewna na rynki Węgier, Austrii i innych krajów Europy.
W roku 1911 zarząd nad kolejką przejęły Królewsko-Cesarskie Państwowe Koleje Austriackie, a w okresie I wojny światowej dostosowano ją do potrzeb wojska. Służyła ona kolejno wojskom austriackim i rosyjskim, w trakcie działań wojennych uległa poważnym zniszczeniom. W późniejszych, powojennych już latach, kolejka przeszła pod władanie Dyrekcji Kolei Państwowych we Lwowie.
W latach 1939-1944 była intensywnie eksploatowana pod zarządem niemieckich władz okupacyjnych. Początkiem lat 50-tych kolejkę przejęły Lasy Państwowe, które dokonały przebudowy i gruntownych remontów. Do roku 1980 kolejką przewieziono prawie 2,5 mln m³ drewna oraz około 315 tys. ton innych materiałów, dawała ona zatrudnienie około 130 osobom. Z końcem roku 1979 parowozy zostały zastąpione lokomotywami spalinowymi.
Oddanie do użytkowania odcinka biegnącej wzdłuż torowisk kolejki drogi karpackiej Radoszyce – Majdan spowodowało, że przewozy drewna kolejką do głównego odbiorcy jakim były Zakłady Przemysłu Drzewnego w Rzepedzi stały się nieopłacalne.
Szybszy i tańszy transport samochodowy, który ograniczał również czasochłonne przeładunki drewna stopniowo wypierał jego przewozy wąskotorówką. Kolejka traciła na znaczeniu.
W listopadzie 1992 roku układ komunikacyjny kolejki oraz tabor zostały wpisane jako dobra kultury do rejestru zabytków i objęte nadzorem konserwatorskim.
Kilka miesięcy później po likwidacji Ośrodka Transportu Leśnego w Sanoku została ona przekazana w zarząd Nadleśnictwu Cisna. Wówczas podjęto próby zintensyfikowania przejazdów turystycznych.
Niestety ze względów ekonomicznych w1994 roku kolejkę wyłączono z eksploatacji.