Histoire
Par une convention provisoire du 11 avril 1857 rendue définitive par la loi du 19 juin 18572 la ligne a été concédée à la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM). Le tracé en est imprécis puisque la loi précise : de Châtillon à la ligne de Paris à Lyon à un point à déterminer d'Ancy-le-Franc à Montbard.
Elle a été mise en service en voie unique le 26 septembre 18643. La seconde voie a été mise en service le 20 mai 1879. Elle sera déposée par la suite.
Le 1er juillet 1938, le service voyageurs a été supprimé.
En 1975, la CFTA reprend l'exploitation pour le fret de Châtillon-sur-Seine à Laignes.
En 2009, CFTA devient Europorte-Proximité.
Exploitation
Jusqu'en 1929, trois trains de voyageurs circulaient par jour. Le trajet de 36 km entre Nuits-sous-Ravières et Châtillon-sur-Seine s’effectuait en près d’une heure.
La ligne, exploitée par Europorte Proximité4, est utilisée pour les marchandises5.
En 2013, la ligne est rénovée par Réseau ferré de France6, et au-delà jusqu'à Brion-sur-Ource (ligne de Bricon à Châtillon-sur-Seine) où se trouve une importante installation terminale embranchée pour les céréales du groupe Soufflet.