Beim Zusammenbruch der Bahngesellschaft Grand-Central de France 1857 ging die mögliche Konzession dieser Strecke an die Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans (P.O.). Ziel war es, die Fahrzeit südlich von Limoges zu verkürzen, indem kein Umweg über Périgueux genommen werden musste. Ein entsprechender Bauantrag der Gesellschaft wurde am 17. Mai 1865 genehmigt und die Strecke gleichzeitig für den Personentransport zugelassen. Mithilfe dieser Strecke und Verbesserungen an anderen Stellen konnte die Entfernung von Paris nach Toulouse um 70 km verkürzt werden.
Am 20. Dezember 1875 wurde die Strecke in voller Länge eröffnet. Obwohl die Trassierung für Zweigleisigkeit ausgelegt war, wurden alle Kunstbauwerke nur eingleisig ausgeführt.
Heute verkehren alle Personenzüge von Limoges aus durchgehend bis Saint-Yrieix. Zwischen Juli 2024 und Februar 2024 wurden sowohl auf dem nördlichen (Nexon–St-Yrieix) als auch auf dem südlichen Abschnitt zwischen Objat und Brive-la-Gaillarde eine grundlegende Gleiserneuerung durchgeführt. Obwohl es nicht in der Zuständigkeit der Region gelegen hätte, setzte sich der Gebietsverband für die Finanzierung der Arbeiten auf der Strecke 23 ein, „um den Fortbestand der Eisenbahnlinie auf ihrem Territorium zu sichern“.[3] Täglich verkehren sieben Zugpaare, am Wochenende fünf. Zwischen St. Yrieix und Objat verkehren werktags Anruftaxis.[4]
Sekundärbahnen
In Saint-Yreix endeten in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts zwei Meterspur-Sekundärbahnen direkt auf dem Bahnhofsvorplatz der P.O. bzw. SNCF. Unter der Regie der Compagnie des Chemins de fer du Périgord (C.F.P.) entwickelte sich ab 1888 rund um Périgueux ein etwa 150 km langes Schienennetz, das ab 1921 an die Chemin de Fer de la Dordogne (CFD) verpachtet und fünf Jahre später von ihr übernommen wurde. Seitdem wurden die Strecken bis zu ihrer Auflösung unter der Société des tramways de la Dordogne (T.D.) bewirtschaftet.[5]