Dzelzceļa līnija Ainaži—Valmiera—Smiltene bija 114 km gara 750 mm šaursliežu dzelzceļa līnija, kas savienoja Ainažuostu ar Valmieras staciju un turpinājās līdz Smiltenei. No 1970. līdz 2000. gadam dzelzceļa līniju pa posmiem pakāpeniski likvidēja un sliedes demontēja.
Valmieras Šaursliežu pievedceļa (V.Š.P.) sabiedrību 1902. gadā dibināja Vidzemes muižnieki, dzelzceļa projekta autors bija Pauls Līvens. Dzelzceļa būvniecības finansēšanā piedalījās Staiceles papīrfabrika un Kocēnu alus brūzis. Dzelzceļa līniju Smiltene – Valmiera atklāja 1911. gada 14. augustā, bet septembrī atklāja šaursliežu dzelzceļa stacijas ēku Valmierā. 1. oktobrī atklāja posmu līdz Puikulei, pēc mēneša atklāja dzelzceļa posmu līdz Pālei. 1911. gadā 11. decembrī pārbaudīja dzelzceļa tiltu pār Gauju Valmierā. Pilnīgā visas līnijas atklāšana notika 1912. gada 12. augustā.[1]. 1913. gadā nodeva ekspluatācijā divus papildu atzarojumus uz Kokmuižas alus brūzi un Staiceles papīrfabriku. Vilcienu pienākšanas un atiešanas laiku pieskaņoja Rīgas – Pleskavas vilcienu kustībai, jo abas stacijas un sliežu ceļi atradās blakus.
Latvijas brīvības cīņu laikā 1919. gadā neilgi bija pārtraukta satiksme posmā Valmiera – Ainaži, jo lielinieki atkāpjoties bija saspridzinājuši tiltu pār Gauju Valmierā. Pēc karadarbības beigām šo līniju izmantoja "Latvijas dzelzceļi", daudzi vagoni, kā arī divas A sērijas lokomotīves bija pazudušas. Paralēli četrām atlikušajām oriģinālajām lokomotīvēm (Pp 751 – 735 - bijušajām A 1, 2, 4 un Tp 785 - kādreizējai B1) izmantoja Mp un Sp sērijas mašīnas. 1924. gadā privātā Valmieras Šaursliežu pievedceļu sabiedrība atguva Ainažu – Valmieras -Smiltenes līniju. Sabiedrības rīcībā atradās 6 lokomotīves, 11 pasažieru vagoni ar 64 sēdvietā katrā, 2 bagāžas, 28 segti preču vagoni ar 12,5 tonnām celtspējas, 26 platformas un 19 redeļvagoni. No Smiltenes līdz Valmierai vilciens brauca pusotru stundu, no Valmieras līdz Ainažiem – piecas stundas. Preču pārvadājumos galvenokārt bija malka, akmeņi, akmeņogles, mākslīgie mēsli, sviests un kartupeļi. 1928. gadā V.Š.P. savās darbnīcās Valmierā uzbūvēja īpašu motorvagonu pasažieru pārvadāšanai. Vagona sastāvs pa lielākai daļai bija būvēts no ozola koka. Vagonā ierīkotas 34 mīkstas sēdvietas un tas bija sadalīts nodaļās smēķētājiem un nesmēķētājiem; bagāžas pārvadāšanai ierīkota atsevišķa nodaļa.