Akkor az Esztergom-Budapest vasútvonal története, elég későn kapott a terület vasútvonalat, mert Komáromon keresztül rövidebb volt a Bécs-Budapest távolság, mint Esztergom érintésével. Ezért csak HÉV épült eredetileg. Esztergom a 1891-ben épült Esztergom-Almásfüzitői HÉV-el csatlakozott rá a Bécs-Budapest vonalra. A Esztergom-Budapest HÉV 1893 és 1895 közt épült meg, a legfontosabb műtárgya az Újpesti vasúti híd volt, ez 1894 és 1896 közt készült el, egy olasz cég építette. Fontos műtárgy volt még a 780 méter hosszú vasúti alagút, a vonalon 7 megállóhely épült. 

A vasút fellendítette a környék gazdaságát, a dorogi szénbányák ezentúl közvetlenül tudták a szenet Budapestre szállítani, a kedvező lehetőséget kihasználva 1897-ben Pilisszentivánon, 1904-ben Pilisvörösváron szénbányák nyíltak.

A környék falvaiból sokan kezdtek dolgozni ezután Újpest gyáraiban, az Óbudai Hajógyárban, a kőbányai MÁVAG-ban.

A kisebb mezőgazdasági termelők vasúton vitték be a tejet, gyümölcsöt,virágot Budapestre eladni.

Piliscsaba ekkor kapott egy nyaralótelepet, József főherceg felparcellázta a birtokát Klotildligetet, ahol budapesti hivatalnokok, katonatisztek vettek telkeket.

1931-ben MÁV megszerezte a HÉV vonalat. 

1944-ben elpusztult a háborúban az Újpesti Vasúti híd, csak 1955-ben épült újra, addig a Szentendrei HÉV vonalán jártak a vonatok a Császárfürdőig.

1996-tól fellendült a vonal. Az első változás a 1994-től Piliscsabán létesült Pázmány Péter Katolikus Egyetem volt, a diákjai közül sokan vasúttal utaztak az egyetemre és haza. Ezután több vonat járt, mint előtte a vonalon.

A következő változás a Budapestről történő kitelepülés volt a környező településekre, a kiköltözők továbbra is Budapestre jártak dolgozni, de a 10-es út szinte járhatatlan lett a hatalmas forgalom miatt, így egyre többen jártak vasúttal. 

A megnövekedett forgalom miatt a korszerűtlen régi vonatok helyett új Desiro vonatok álltak forgalomba 2003-tól.

2008-2009-ben újraépült az Újpesti Vasúti híd.

2012 és 2015 közt felújították a pályát.

2016 ás 2018 közt villamosították a vonalat teljesen, ezután nem járnak dízel vonatok itt. 

2016 óta a Stadler Flirt vonatok járnak a vonalon.  A vonal forgalma rendkívüli módon megnőtt mostanra, amíg 2001-ben 700 ezer utasa volt évente, ma már 4,6 millió. A HÉV vonalból mára egy elővárosi vasút lett.