I lavori della linea iniziarono verso il 1890 e il 14 novembre 1892 veniva abbattuto l’ultimo diaframma della galleria Cremolino, tra Prasco e Molare. Il 19 giugno 1893 si inaugurava la tratta Asti-Ovada e successivamente, il 17 giugno 1894, Sampierdarena-Ovada.
L’esercizio della linea si svolse inizialmente con trazione a vapore. Nel 1929 la linea fu elettrificata a corrente alternata trifase con alimentazione dalle sottostazioni elettriche di Acquasanta, Campo Ligure, Predosa e Ovada. La linea venne poi convertita a 3000 volt, corrente continua.
