Die Strecke wurde 1873 eröffnet und 1925 elektrifiziert.[1] Neben den fünf bis sechs täglichen TER-Zugpaaren (davon eines ab und bis Toulouse-Matabiau) verkehrten Nachtzugkurswagen von Paris-Austerlitz ganzjährig in der Nacht auf Samstag nach Luchon und auf Montag zurück, von Januar bis März zusätzlich die Fahrten dazwischen und im Juli und August täglich. Im November 2014 wurde der gesamte Schienenverkehr vorläufig auf die Straße verlagert, da der Zustand der Infrastruktur einen Weiterbetrieb nicht zuließ.[2]
Nachdem ihr im April 2023 der Betrieb der Strecke übertragen wurde, finanziert die Region ihren Neuaufbau mit barrierefreien Halten als Verknüpfungspunkte zu anderen Verkehrsmitteln. Dabei verzichtet sie endgültig auf die bereits 2017 als marode abgebaute Oberleitung zugunsten eines Modellbetriebs von Wasserstoffzügen für das französische Netz, der im Juni 2025 beginnen soll.[3]
Neben sechs Zugpaaren auf der Strecke selbst ist an Wochentagen eines und an Wochenenden zwei durchgehend von und nach Toulouse vorgesehen; im Winter ist eine Kombination aus Zugfahrkarte und Tageskarte für die Skilifte geplant.[4]
