ยุคล่าอาณานิคม

ในช่วงที่กัมพูชาถูกล่าอาณานิคมโดยฝรั่งเศส ได้มีการสร้างทางรถไฟสายแรกขึ้นมาโดยวิ่งจากพนมเปญ–ปอยเปต ซึ่งเริ่มเปิดเดินรถในปี 2475 แต่ในช่วงปี 2484–2489 ไทยได้ดินแดนจากกัมพูชาส่วนในจากสนธิสัญญาโตเกียวเมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม พ.ศ. 2484 ส่งผลทำให้ไทยได้เมืองพระตะบอง, ศรีโสภณ, มงคลบุรี และเสียมราฐ (ยกเว้นนครวัดและนครธม) กรมรถไฟหลวงของประเทศไทยจึงเปิดให้บริการจากกรุงเทพ–พระตะบอง แต่หลังจากญี่ปุ่นประกาศยอมแพ้สงครามในปี พ.ศ. 2489 รัฐบาลไทยจึงต้องคืนดินแดน รวมทั้งเส้นทางรถไฟให้แก่กัมพูชา ส่งผลให้ทางรถไฟสายกรุงเทพ - พระตะบอง ถูกระงับลง

ปลายศตวรรษที่ 20

ภายหลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 กัมพูชามีความพยายามที่จะสร้างทางรถไฟสายพนมเปญ–เมืองพระสีหนุ เพื่อลดการพึ่งพาจากท่าเรือไซง่อนในประเทศเวียดนาม และท่าเรือคลองเตยในประเทศไทย โดยในปี 2498 ออสเตรเลียได้บริจาคล้อเลื่อนรถไฟให้แก่กัมพูชา อีกทั้งได้จัดหาตู้รถไฟชั้น 3 ให้แก่กัมพูชาในปี 2503 ภายใต้แผนการโคลัมโบ และยังได้รับความช่วยเหลือจากประเทศฝรั่งเศส, เยอรมนีตะวันตก และจีน ในช่วงระหว่างปี 2503–2512 ต่อมาในช่วงคริสต์ทศวรรษที่ 1970 ได้เกิดเหตุการณ์สงครามกลางเมืองกัมพูชา ส่งผลให้ต้องหยุดการพัฒนา การเดินรถไปและปล่อยทิ้งร้าง โดยทางรถไฟบางส่วนได้ถูกชาวบ้านรื้อถอนนำไปขาย

ศตวรรษที่ 21

ต่อมาเมื่อประเทศกัมพูชาได้สงบลง รัฐบาลกัมพูชาจึงมีแผนบูรณะเส้นทางรถไฟในประเทศ โดยได้รับการความช่วยเหลือจากมาเลเซียที่บริจาครางรถไฟให้แก่กัมพูชา และธนาคารพัฒนาแห่งเอเชียได้ให้กัมพูชากู้ยืมเงินสำหรับบูรณะเส้นทางรถไฟด้วยระยะทาง 641 กิโลเมตร โดยมี 2 สายหลักคือสายเหนือ พนมเปญ–ปอยเปต และ สายใต้ พนมเปญ–เมืองพระสีหนุ

ต่อมาในเดือนตุลาคม 2553 จึงสามารถเปิดเดินรถจากพนมเปญ–กำปอต ในปี 2559 กัมพูชาได้เปิดเดินรถจากพนมเปญ–เมืองพระสีหนุ และเมื่อปี 2561 จึงได้เปิดบริการเดินรถจากปอยเปต–ศรีโสภณ พร้อมกับเชื่อมต่อทางรถไฟระหว่างประเทศไทยกับประเทศกัมพูชา จากสถานีรถไฟด่านพรมแดนบ้านคลองลึก–ปอยเปต[4]