Le [5] ce chemin de fer a été déclaré d'utilité publique et la section a été mise en service le [6]. Le trafic se limitait alors à 3 trains mixtes quotidiens de chaque sens, renforcé par un 4e aller et retour en soirée les dimanches et jours de fêtes.
Le , le conseil général du Calvados cède par délibération les droits de concession de la ligne à l'État à titre gratuit. Par une convention signée le entre le ministre des Travaux publics et la compagnie du chemin de fer de Lisieux à Orbec, cette dernière cède la ligne à l'État. Cette convention est approuvée par une loi le qui incorpore la ligne dans le réseau d'intérêt général[7],[8]. L'État confie provisoirement l'exploitation de la ligne à la Compagnie des chemins de fer de l'Ouest le [9].
La section de La Trinité-de-Réville à Orbec a été déclarée d'utilité publique à titre de ligne d'intérêt général le [10]. Une loi du autorise le ministère des Travaux publics à entamer les travaux de construction de cette section[11]. Elle a été ouverte à l'exploitation (provisoirement assurée par la Compagnie des chemins de fer de l'Ouest) le [12].
La ligne est cédée en totalité par l'État à la Compagnie des chemins de fer de l'Ouest par une convention signée entre le ministre des Travaux publics et la compagnie le . Cette convention est approuvée par une loi le suivant[13]. La Compagnie des chemins de fer de l'Ouest en difficultés financières sera rachetée par l'administration des chemins de fer de l'État le .
La totalité de la ligne a été fermée au service des voyageurs le [14]. Elle a été fermée au service des marchandises entre La Chapelle-Gauthier et Orbec le [14] et entre Orbec et Lisieux le [14].
Dates de déclassement
La Trinité-de-Réville à La Chapelle-Gauthier (PK 0,700 à 5,530) : [15].
La Chapelle-Gauthier à Orbec (PK 5,530 à 12,400) : [16].
↑Livre : Reinhard Douté, Les 400 profils de lignes voyageurs du réseau ferré français, édité par La Vie du Rail en août 2011, (ISBN978-2-918758-34-1), volume 1, page 138.
↑« N° 10356 - Loi qui, 1° incorpore dans le réseau d'intérêt général le chemin de fer d'intérêt local de Lisieux à Orbec ; 2° approuve une convention passée avec la compagnie du chemin de fer de Lisieux à Orbec pour le rachat de ladite ligne : 24 février 1881 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 22, no 599, , p. 163 - 165 (lire en ligne).
↑« N° 8252 - Loi qui autorise le ministre des Travaux publics à entreprendre l'exécution des travaux de superstructure de divers chemins de fer : 31 juillet 1979 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 19, no 461, , p. 109 - 110 (lire en ligne).
↑« N° 14218 - Loi qui approuve la convention passée, le 17 juillet 1883, entre le ministre des Travaux publics, et la Compagnie des chemins de fer de l'Ouest : 20 novembre 1883 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 28, no 834, , p. 359 - 367 (lire en ligne).