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Alors que la Compagnie du PLM avait construit une gare terminus au Vigan dès 1874, c'est la Compagnie du Midi qui a construit cette ligne au profil difficile, sensée permettre de contourner une bonne partie de la Transversale Sud en cas de guerre.
24 août 1896 : ouverture de la ligne par la compagnie du Midi exploitant déjà la ligne Béziers - Neussargues (ligne des Causses), rejointe à Tournemire.
Années 30 : la compagnie du Midi envisage l'électrification en 1500 V continu de la ligne, vu son profil et que la ligne des Causses vient d'être équipée.
15 mai 1939 : suppression du trafic voyageurs.
18 mai 1952 : fermeture de L'Hospitalet du Larzac - Avèze (Km 543,900 à 583,270, à 3 km du Vigan) ; cette section fut déclassée le 12 novembre 1954 et déposée en 1955.
1er février 1971 : fermeture de Avèze - Le Vigan (Km 583,270 à 585,983), avec déclassement le 14 janvier 1972.
Il semblerait que toutes les gares intermédiaires aient été dotées des mêmes constructions typiques de l'architecture de la Compagnie du Midi, accolant une halle à marchandises à deux travées à un bâtiment voyageurs à étage lui aussi de deux travées.
La section L'Hospitalet - Avèze n'a connu que la traction à vapeur, tandis
que celle entre Avèze et Le Vigan a brièvement connu la traction diesel (BB
63500 et 66000).
Si la ligne avait été électrifiée, des locomotives électriques BB 4100, 4200, 4600 et 4700,
voire des fourgons automoteurs Z 4200, auraient été utilisés à l'instar des
lignes Midi au même profil difficile : Causses, embranchements pyrénéens...