La construction du chemin de fer de Lannemezan à Arreau est déclarée d'utilité publique par la loi du 5 août 1882, concédée à la Compagnie des chemins de fer du Midi par la loi du 20 novembre 1883. Les travaux d'infrastructure (terrassement, ouvrages d'art, maisons de garde) se déroulent de 1889 à 1895. Les travaux de superstructure (ballastage, pose des voies, construction des gares et du télégraphe) sont exécutés par la Compagnie du Midi et terminés en 1897. La ligne est livrée à l'exploitation le 1er août 1897. Le trafic voyageurs entre Lannemezan et Arreau a cessé en mars 1969, mais la voie est toujours utilisée par des convois de marchandise jusqu'à l'usine Péchiney de Beyrède-Jumet.