La liaison ferrée transversale entre Avallon et Nuits est envisagée par les pouvoirs publics dès les années 1860. Il s'agit d'améliorer les relations entre les sous-préfectures que sont Avallon et Montbard. La ligne a été concédée à titré éventuel à la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée par une convention entre le ministre secrétaire d'État au département de l'Agriculture, du Commerce et des Travaux publics et la compagnie signée le . Cette convention a été approuvée par un décret impérial le [1]. Pourtant, sa réalisation se fait attendre, par suite de problèmes administratifs mais aussi à cause de la guerre de 70.
C'est justement la guerre qui met en évidence l'importance stratégique de liaisons ferrées est-ouest, capables d'acheminer rapidement troupes, ravitaillement et munitions vers le front de l'est. Aussi, dès 1872, la décision est prise de mettre à l'étude une liaison entre Clamecy, Avallon et Nuits, où l'on rejoindrait la ligne de Nuits à Châtillon-sur-Seine, ainsi que la ligne impériale.
La ligne est déclarée d'utilité publique par une loi le [2].
Après des années de tergiversations, entre les hésitations des Ponts et Chaussées et du Conseil Général, les querelles attisées par les intérêts divergents des uns et des autres, les affrontements de politique locale, le tracé définitif est enfin approuvé le . Les travaux de construction sont autorisés par une loi [3].
La ligne est concédée à titre définitif à la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée par une convention signée entre le ministre des Travaux publics et la compagnie le . Cette convention est approuvée par une loi le suivant[4].
Mais l'achat des terrains et les travaux vont eux aussi s'éterniser, et il faut attendre les 24 et pour inaugurer la ligne, ouverte le [5]. Et encore partiellement, car les travaux ne sont achevés que deux ans plus tard !
Malgré les espoirs qu'elle avait suscités, la ligne ne connaît qu'une faible fréquentation, autant pour les voyageurs que pour les marchandises. Dès 1898, une plaque tournante est supprimée en gare d'Athie-Provency. Chaque jour circulent trois trains mixtes, dont l'inconfort et la lenteur sont proverbiaux (25 km/h de moyenne). La Compagnie P.L.M., gérant la ligne à l'économie, se refusera toujours à moderniser le matériel. Quant aux correspondances, tant à Nuits pour Paris qu'à l'Isle pour Laroche, elles sont médiocres et occasionnent de nombreuses réclamations.
Le , arguant des mauvais résultats de la ligne, le PLM demande à l'administration l'autorisation de la remplacer par un service d'autocars. Malgré les vives protestations des élus locaux, tel le conseiller général Georges Bidault de l'Isle, qui demandent la mise en place d'autorails, le ministère des transports autorise la substitution. Seul un train de marchandises quotidien est maintenu. Malgré quelques circulations de trains pendant la Seconde Guerre mondiale, la ligne est définitivement fermée en 1952.
La ligne (PK 231,00 à 271,490) est déclassée en totalité par décret le [6].
Seuls subsistent aujourd'hui les gares, hangars et passages à niveau si caractéristiques du PLM, ainsi que des tronçons de talus dont on peut suivre les courbes régulières sur les cartes topographiques et sur les photos aériennes.
Exploitation
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Infrastructure
Tracé
Carte détaillée de la ligne.
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↑« N° 11555 - Décret impérial qui approuve la convention passée, le 1er mai 1863, entre le ministre de l'Agriculture, du Commerce et des Travaux publics et la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée : 11 juin 1863 », Bulletin des lois de l'Empire Français, Paris, Imprimerie Impériale, xI, vol. 22, no 1141, , p. 159 - 166 (lire en ligne).
↑« N° 4893 - Loi qui déclare d'utilité publique l'établissement de divers chemins de fer : 31 décembre 1875 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 11, no 285, , p. 1288 - 1290 (lire en ligne).
↑« N° 7097 - Loi qui autorise le ministre des Travaux publics à entreprendre l'exécution des travaux de superstructure des chemins de fer énoncés à l'article 1er de la loi du 16 décembre 1875 et aux articles 1er et 3 de la loi du 31 décembre 1875 : 14 juin 1878 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 17, no 398, , p. 13 - 14 (lire en ligne).
↑« N° 14213 - Loi qui approuve les conventions passées, les 26 mai et 9 juin 1883, entre le ministre des Travaux publics, et la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée : 20 novembre 1883 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 28, no 834, , p. 325 - 333 (lire en ligne).