La ligne est déclarée d'utilité publique, à titre d'intérêt général, par un décret impérial le [2].
Elle est concédée à la Compagnie des chemins de fer de l'Ouest par une convention signée entre le ministre des Travaux publics et la compagnie le . La convention est approuvée à la même date par une loi[3].
La ligne est ouverte le [4]. C'était l'élément central de l'axe Cherbourg - Coutances - Avranches. Ce dernier empruntait la ligne de Paris à Cherbourg en double voies jusqu'à Sottevast, puis la ligne de Coutances à Sottevast en voie unique et enfin la ligne de Lison à Lamballe à nouveau à double voie. Il permettait une traversée nord-sud du Cotentin sur sa façade ouest en reliant ainsi la Bretagne au nord de la façade atlantique française.
La ligne est fermée entre et le . Elle est entièrement déclassée par le décret signé le [1]. En 2000, l'ancienne plate-forme est vendue au Conseil général de la Manche qui la reconvertit en voie verte.
↑« N° 16284 - Décret impérial qui déclare d'utilité publique l'établissement d'un chemin de fer de Sottevast, sur la ligne de Paris à Cherbourg, à Coutances : 19 juin 1868 », Bulletin des lois de l'Empire Français, Paris, Imprimerie Impériale, xI, vol. 32, no 1628, , p. 331 - 332.
↑« N° 4907 - Loi qui déclare d'utilité publique l'établissement de plusieurs chemins de fer et approuve la convention passée avec la Compagnie de l'Ouest pour la concession desdits chemins de fer : 31 décembre 1875 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 11, no 286, , p. 1310 - 1315 (lire en ligne).
