Historisch betrachtet besteht die Strecke eigentlich aus drei Teilen. Der 1859 eröffnete erste Abschnitt entstand ursprünglich als Pachtbahn der Stadt Ansbach, gebaut um Anschluss an den Bahnhof Gunzenhausen der Ludwig-Süd-Nord-Bahn zu erhalten. Erst mit Fortführung der Strecke nach Würzburg wurde Ansbach 1864 zum Durchgangsbahnhof. Mit Verlängerung der Altmühlbahn von Ingolstadt über Treuchtlingen nach Gunzenhausen folgte schliesslich 1869 der Lückenschluss. Der südliche Abschnitt wird deswegen auch als "Obere Altmühlbahn" bezeichnet. Seit 1965 ist die durchgehend zweigleisige Strecke elektrifiziert.

Im Rahmen eines Pilotprojektes wurde 1978 bei insgesamt 15 Halten die Bedienung im Personenverkehr eingestellt. Die Funktion übernahmen von da an Busse. Als einziger Halt konnte schliesslich 2010 Burgbernheim-Wildbad wieder reaktiviert werden. Für Heidingsfeld Ost gibt es ebenfalls Bemühungen um der Unterversorgung der südlichen Würzburger Stadtteile Abhilfe zu schaffen.

Auch die Bedienung vieler Halte im Güterverkehr fand 1993 ein Ende. Die Bahnhöfe Windsfeld-Dittenheim, Lehrberg, Herrnberchtheim und Heidingsfeld Ost sind zwar noch aktiv, dienen aber hauptsächlich als Betriebsbahnhöfe auf der stark ausgelasteten Strecke. Trotzdem gibt es immer noch eine Reihe in Betrieb befindlicher Anschlüsse wie das Knauf Gips-Werk in Ermetzhofen oder die Hafenbahnen in Marktbreit und Ochsenfurt um nur Beispiele zu nennen.

Streckenchronik:

Weiterführende Literatur:

• Hans-Peter Schäfer, Die Entstehung des mainfränkischen Eisenbahn-Netzes Teil I, Böhler-Verlag, 1. Auflage 1979
• Leonhard Bergsteiner, Eisenbahnen im Altmühltal, Verlag Kenning, 1. Auflage 1989