昭和14年に陸軍大刀洗飛行場の軍需物資輸送用として開通し、昭和61年3月まで国鉄甘木線として運行されていました。戦後は、主にビール工場の貨物輸送が主力となって運行されていましたが、昭和56年に国鉄再建法に基づく第1次廃止対象特定地方交通線に選定されました。 その後、沿線自治体や地域住民の「甘木鉄道」を残そうという熱い情熱と果敢な行動により、昭和61年に第三セクター方式の鉄道会社として運行を開始しました。
開業以来、小郡駅の移設をはじめ新駅の設置、車両の増備、行き違い設備の増設、列車集中制御装置、列車進路制御装置の導入やレールの重軌条化、PC枕木化などを実施し、運行の安全確保や輸送力の増強に努めてきました。