Le prime idee di una ferrovia per la Val di Fiemme cominciarono a farsi strada a fine '800. Erano ipotizzati due diversi progetti: uno facente capo a Paolo Oss-Mazzurana, sindaco di Trento, che proponeva per un accesso alla val di Fiemme di partire da Lavis risalendo la valle di Cembra per raggiungere Predazzo, ed un secondo sostenuto da Bolzano che sosteneva l'asse Egna-Predazzo-Moena. L'entrata dell'Italia nella Prima guerra mondiale, nel maggio del 1915, accelerò la realizzazione della ferrovia. L'obbiettivo di trasportare in 24 ore, da Ora alla Val di Fiemme, un'intera brigata di fanteria, completa di equipaggiamento e armamento, indusse lo stato maggiore dell'Impero Austro-Ungarico a fare proprio il progetto auspicato dalla città di Bolzano. Data la ristrettezza del tempo a disposizione, e per evitare l'onerosa costruzione di un ponte sull'Adige, l'innesto sulla linea del Brennero venne spostato da Egna a Ora. In alternativa allo scartamento metrico, previsto dai progetti sino ad allora elaborati, si optò per lo scartamento 76 cm, maggiormente diffuso nei territori dell'Impero, in quanto così facendo sarebbe stato più agevole reperire il numeroso materiale rotabile.
Le priorità belliche non impedirono di sviluppare l'opera anche nella prospettiva di un successivo utilizzo civile e turistico: infrastrutture, traversine e materiale rotabile di nuova costruzione, furono sin dall'inizio progettati per consentire un'agevole migrazione allo scartamenti metrico e ad una eventuale elettrificazione. I lavori iniziarono nell'inverno 1915-16. Gli addetti raggiunsero punte massime di 6000 uomini: 3900 civili, 600 militari e 1500 prigionieri, prevalentemente serbi e russi. Molti di questi ultimi perirono decimati da malattie e privazioni. Non mancò, soprattutto nel tratto terminale della linea, il contributo di numerose donne.
A metà marzo del 1917 la ferrovia funzionava nel tratto Ora – Castello di Fiemme. Ma la conquista, da parte italiana del monte Cauriol (catena del Lagorai) obbligò il progettista, ingegner Orley, a modificare il tracciato per evitare che la ferrovia potesse essere colpita dagli obici italiani posti sul monte. Pertanto il tratto Castello di Fiemme – Predazzo entrò in funzione solo il 1º febbraio 1918, quando ormai, a causa dell’arretramento del fronte italiano seguito alla rotta di Caporetto, la zona del Lagorai era diventata una tranquilla retrovia.
La gestione asburgica della ferrovia durò meno di un anno, in quanto nel novembre 1918 la guerra ebbe fine e, con il passaggio dell'odierno Trentino-Alto Adige all'Italia, la gestione passò al Genio militare italiano, e successivamente alle Ferrovie dello Stato. Il primo treno italiano arrivò a Predazzo nel febbraio del 1919.
La circolazione era regolata con le vie libere telegrafiche e poi telefoniche mentre non esistevano segnali fissi di protezione e partenza nelle stazioni; sui deviatoi dei binari di corsa furono installati i comuni dischetti di posizione. I tempi di percorrenza superavano le quattro ore.
La gestione ferrovie dello Stato cessò il 31 dicembre 1927 per passare alla "FEVF", Ferrovia Elettrica Val di Fiemme, società appositamente costituita, che aveva ottenuto la concessione per la sistemazione, elettrificazione ed esercizio della Ora-Predazzo. Fu realizzata una linea a sospensione trasversale (data la non elevata velocità dei treni) sorretta nelle stazioni da pali in cemento armato, mentre in linea fu usato legno di larice. All'alimentazione, in corrente continua a 2600 volt, provvedeva la sottostazione di San Lugano. Lo scartamento venne elevato a 1 metro. Il 28 ottobre 1929 si inaugurava l'elettrificazione e i tempi di percorrenza si riducevano a 2 ore e 15 minuti.
A seguito dell'elettrificazione, il traffico passeggeri aumentò rapidamente, tanto che nel 1932 circolavano ben dieci treni viaggiatori al giorno, oltre a diversi lunghi convogli merci carichi di legname, minerali e altri prodotti della valle.
Nel corso della Seconda guerra mondiale l'attività, sia pure ridotta al minimo, non fu mai completamente interrotta. Nel secondo dopoguerra la linea conobbe una rinnovata giovinezza sia nel trasporto merci che nel trasporto passeggeri sull'onda dello sviluppo turistico della valle.
Nel 1963, a seguito dell'inarrestabile sviluppo della motorizzazione su strada, con una discutibile scelta la linea venne chiusa il 10 gennaio e nel giro di pochi anni smantellata. Tutto il materiale rotabile ( motrici A1, A2, A3,locomotiri B51 e B52, carrozze lunghe C101, C102, carrozze corte C103, C104, C105, C106 e tutti i carri merci) ed i trasformatori di alimentazione vennero ceduti alla ferrovia Genova Casella, le motrici A1 e A2 sono tuttoggi in servizio, mentre la motrice A3 è stata demolita nel 2011, i locomotori B51 e B52 furono accantonati alla fine degli anni'80, oggi il B52 è stato demolito, mentre il B51 è stato acquistato dalla Trentino Trasporti SpA e restaurato al fine di creare un treno storico in occasione del centenario della linea Trento-Malé ovvero l'11 ottobre 2009.[1]