《改正铁道敷设法》附表第2号规定了“青森县青森出发，途径三厩、小泊，抵达五所川原的铁道”，作为环绕
津轻半岛的铁路线，西侧的五所川原站~津轻中里站在1930年作为
津轻铁道线开业，东侧的青森站~三厩站在1951年~1958年间开业。
1958年10月21日，日本国铁蟹田站~三厩站开业，中小国站、大平站、
津轻二股站、
大川平站、
今别站、三厩站开业。
1988年3月13日，北海道旅客铁道
海峡线开业，青森站~中小国信号场区间交流电气化，新设置新油川信号场、新中小国信号场。日本货物铁道恢复在青森站~中小国站区间的货物营业。
2016年1月1日，北海道新干线准备开业，蟹田站~三厩站间休止运营一天，使用代行巴士代替运行。3月22日~25日，北海道新干线准备开业，特急列车白鸟号、超级白鸟号、急行列车玫瑰号休止运营（26日正式废止）。其他列车正常运行。
线路内长途运输以货运列车居多。由于本路线为
津轻海峡线的组成部分，在2016年3月21日前还运行有特急“超级白鸟”、“白鸟”；卧铺特急“仙后座”和急行“玫瑰”等连接本州岛和北海道的长途客运列车，随着北海道新干线通车，长途客运列车已经停运。