Die Strecke wurde am 3. Oktober 1862 eröffnet und ist damit Norwegens älteste Normalspurbahn.
Mit der zur Kongsvingerbane gerechneten Grensebane (deutschGrenzbahn), die am 4. November 1865 zwischen Kongsvinger und Riksgrensen eröffnet wurde, ist sie weiter über den Grenzübergang Furumoen bei Charlottenberg mit dem schwedischen Eisenbahnnetz verknüpft. Im Bahnhof Kongsvinger zweigt die Solørbane nach Elverum ab.
Die Strecke ist mit der Grensebane 115 km lang und wurde am 15. Juni 1951 elektrifiziert. Der Streckenabschnitt Lillestrøm–Kongsvinger wurde am 21. Mai 1966, der Abschnitt zwischen Kongsvinger und Riksgrensen am 6. April 1967 auf Fernsteuerung umgestellt. Der Probebetrieb mit Automatic Train Control (DATC) wurde zwischen Lillestrøm und Magnor am 16. Januar 1984 probeweise und ab 8. Oktober 1984 dauerhaft eingeführt. Der Restabschnitt bis Riksgrensen folgte am 1. Oktober 1986.
Die wichtigsten Halte entlang der Kongsvingerbane sind Fetsund, Sørumsand, Årnes, Skarnes und Kongsvinger. Von Oslo aus verkehren auf der Strecke Lokalzüge der Norges Statsbaner bis Kongsvinger, Züge von Värmlandstrafik nach Karlstad und Züge der SJ nach Stockholm.
Früher verkehrten auch Züge der Betreiber Linx und Kungspilen.
Hochgeschwindigkeitsstrecke Oslo–Stockholm
Für die Verbindung von Oslo nach Stockholm werden Planungen verfolgt, die eine neue Bahnstrecke von Lillestrøm über Bjørkelangen nach Arvika in Schweden vorsehen. Diese zweigleisig zu bauende Strecke würde eine Verkürzung von bislang 155 km über Kongsvinger auf zukünftig 98 km mit sich bringen.[4][5][6][7]
↑Høyhastighetsbane Oslo–Stockholm. (PDF) DB Mobility Network Logistics, 26. März 2014, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 21. Juni 2015; abgerufen am 21. April 2021 (norwegisch, (17,7 MB)).
↑Høyhastighetsbane Stockholm – Oslo. (PDF) Mulighetsstudie, utredningsfase 2 – Konseptutvikling og traséutredning. In: norskbane.no. 2. Mai 2016, abgerufen am 21. April 2021 (norwegisch).