Cette ligne a été déclarée d'utilité publique le [1] comme ligne d'intérêt local de Roanne à la limite du département de Saône-et-Loire et à la même date[2] d'une ligne d'intérêt local de la limite du département de Saône-et-Loire à Chalon-sur-Saône par Cluny.
Les deux sections ont été concédées aux mêmes dates que la déclaration d'utilité publique au sieurs Parents-Pêcher et Riche frères.
Le [3] le préfet du département de Saône-et-Loire prononçait la déchéance de la concession concernant la deuxième section, suivi le [4], par le préfet du département de la Loire qui prononçait la déchéance de la concession concernant la première section.
La ligne, élément d'un itinéraire de Roanne à Chalon-sur-Saône, est reclassée dans le réseau d'intérêt général par une loi le [5].
La section entre la Clayette-Baudemont et Clermain (PK 28,772 à 55,772) est déclassée par décret le [7].
La section de la ligne entre Pouilly-sous-Charlieu et Charlieu a été transformée en voie verte, dans le cadre du développement touristique de la communauté de communes Charlieu-Belmont Communauté. La voie est déferrée entre l'automne 2014 et le début de l'année 2015, puis est acquise par la communauté de communes en 2015. La voie verte est ouverte à la circulation en [8].
↑« N° 9645 - Loi qui incorpore dans le réseau d'intérêt général le chemin de fer d'intérêt local de Roanne à Chalon, avec embranchement sur Montchanin : 3 juillet 1880 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 21, no 551, , p. 269 - 270 (lire en ligne).
↑« N° 14213 - Loi qui approuve les conventions passées, les 26 mai et 9 juin 1883, entre le ministre des Travaux publics, et la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée : 20 novembre 1883 », Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol. 28, no 834, , p. 325 - 333 (lire en ligne).
