Orbe dista circa quattro chilometri da Chavornay, località raggiunta dalla ferrovia nel maggio 1856 (treni della Compagnie des Chemins de fer de l'ouest suisse)[1]. Vista la presenza ad Orbe di industrie molitorie e di uno stabilimento della Nestlé, un collegamento con la rete ferroviaria si rendeva più che mai necessario. Tuttavia, solo dal 17 aprile 1894 venne aperto al traffico il collegamento a scartamento normale tra Orbe e Chavornay[2]. Data la breve distanza che obbligava ad una ascesa del 30 per mille, fu deciso di realizzarne l'elettrificazione a corrente continua a 750 volt e vennero acquistate tre unità di trazione. Il traffico passeggeri rimase modesto mentre il crescente volume di quello merci richiese locomotive più potenti.
Il 1º giugno 2003 la direzione della ferrovia è stata assunta dalla Transports Vallée de Joux, Yverdon-les-Bains, Sainte-Croix (Travys), la quale ha assorbito per fusione la Société du chemin de fer Orbe-Chavornay (concessionaria della linea) il 27 giugno 2008 con effetto retroattivo dal 1º gennaio 2008[3].
La ferrovia, a scartamento normale, è lunga 3,981 km, è elettrificata a corrente continua con la tensione di 750 V; la pendenza massima è del 28,51 per mille, il raggio minimo di curva è di 90 metri, la velocità massima ammessa di 80 km/h. È interamente a binario unico[4].