영업구간 212.6㎞. 낭림산맥에서 언진산맥으로 이어지는 부분을 통과하는 동서횡단 철도이다. 경의선의 서포에서 함경선의 고원역까지의 구간이며, 1942년 현재 역은 31개이다.
1903년 이후 원산과 평양에서 이 철도부설을 위하여 맹렬한 운동을 전개하고 당국에 청원하기도 하였다. 1922년부터 1930년 준공예정으로 건설비 4,652만원이 책정되어 일부 용지매수 실측에 착수하였다가, 재정부족·유럽전쟁·대지진 등으로 성사되지 않고 1926년 5월 서포∼사인장구간이 비로소 착공되었다.
이 노선은 전구역을 26개공구로 나누어 노반공사를 하고 6회에 걸쳐 구간개업을 하였다. 1927년 11월 서포∼사인장구간 개업(25.0㎞)을 시작으로 1928년 10월 사인장∼순천구간(22.3㎞), 1929년 10월 순천∼신창구간(19.7㎞), 1931년 10월 신창∼장림구간(29.5㎞), 1936년 11월 장림∼양덕구간(27.4㎞), 1937년 12월 성내∼고원구간(30.0㎞)을 차례로 개업하였다.
1941년 4월성내∼양덕구간(58.7㎞)을 개통함으로써 15년에 걸친 204.6㎞ 구간 건설공사를 끝내고 전구간을 개통하였다. 노선 부근에는 대동강 상류에 속하는 자산·은산·별창 일대에 경작지가 많아 곡류·잎담배·마포가 생산되며, 무연탄·금·은·동·철 등의 지하자원이 매장되어 있다.
평안남도와 함경남도의 도경계 산맥을 횡단하여 용흥강유역을 지나 고원에 이르는 사이에는 삼림자원이 풍부하다. 양덕군의 양덕온천과 석탕온천지역을 지난다.