Prace nad budową linii rozpoczęto uroczyście 15 października 1894 w Miłkowie, gdzie udział w uroczystości wzięło około 40 zaproszonych gości. Prace budowlane ułatwiała łagodna zima. Pierwszy odcinek linii otwarto niecały rok po rozpoczęciu budowy. Była to trasa Mysłakowice – Miłków, którą oddano do użytku publicznego 2 czerwca 1895. Przez dwa pierwsze dni z linii skorzystało ok. 3000 osób, dla których uruchomiono 13 par pociągów, obsługiwanych składami z wagonami o powiększonych, „panoramicznych” okanach. Trasę do Karpacza ukończono 29 czerwca 1895, a pierwszy, odświętnie udekorowany pociąg wjechał na końcową stację tego dnia o 17:13.
Otwarcie linii kolejowej do Karpacza doprowadziło do popularyzacji tego miasta, gdzie na przełomie XIX i XX w. wzmógł się ruch turystyczny.
Kolejka Karkonoska w okresie 1895–1945 mały|Zachowany słup trakcji elektrycznej na przystanku Karpacz (2025)
W 1896 koncesjonariuszem linii została spółka , która eksploatowała szlak przez 20 lat. Po niej linię ponownie obsługiwała spółka , której koncesję przedłużono na czas nieoznaczony.
Kolej górska w późniejszych latach stała się bardzo dochodowa;