W 1932 r. wybudowano odcinek miejski w Grodzisku Mazowieckim od stacji Grodzisk Mazowiecki Radońska do stacji Grodzisk Mazowiecki EKD (później WKD) ulicą Radońską, Sienkiewicza i 11 Listopada do stacji przy dworcu PKP. Wybudowano również połączenie linii ze stacją Warszawa Włochy EKD (później WKD) znajdującej się również przy dworcu PKP. W 1936 r. wybudowano połączenie linii z Milanówkiem.
W 1963 r. zmieniono trasę warszawskiego odcinka linii. Z ul. Szczęśliwickiej poprowadzono ją wykopem linii średnicowej do nowej stacji Warszawa Śródmieście WKD. Z powodu nasilającego się ruchu samochodowego w 1966 r. zlikwidowano odcinek miejski w Grodzisku Mazowieckim od stacji Grodzisk Mazowiecki Radońska do stacji Grodzisk Mazowiecki WKD. W 1971 r. zlikwidowano warszawskie połączenie linii do Włoch.
Ostatnią zmianę trasy przeprowadzono w styczniu 1975 r. Warszawski odcinek przeniesiono z ul. Drawskiej i Szczęśliwickiej i poprowadzono go wzdłuż linii kolejowej nr 8 do dworca Zachodniego, a następnie wykopem linii średnicowej.
W latach 1988–1989 dokonano wymiany nawierzchni na całym odcinku linii, a na znaczącej długości wprowadzono tor bezstykowy, ułożony na podkładach betonowych.