Prace studyjne nad linią rozpoczęto w 1968 roku, a budowlane w 1974 roku. Nadzór nad inwestycją i zarząd nad linią sprawowała agencja państwowa Office du chemin de fer du Transgabonais (OCTRA), ale budowa była prowadzona przez firmy europejskie, głównie z Francji, zrzeszone w konsorcjum Groupement européen pour construction du chemin de fer Transgabonais (EUROTRAG). Pierwszy odcinek linii Owendo - N'Djolé został otwarty 27 grudnia 1978 roku. Ukończenie prac nad całą linia kolejową Owendo – Franceville o długości 669 kilometrów nastąpiło w 1987 roku. W trakcie prac budowlanych został znacznie przekroczony budżet inwestycji, a Gabonowi zagroziło z tego powodu bankructwo. Wstrzymano na pewien czas rozwój linii kolejowej. Nie zrealizowano planowanej sieci kolejowej obsługującej kopalnie rudy żelaza w prowincji Ogowe-Ivindo.
W 1999 roku dokonano prywatyzacji istniejącej linii. Zarząd nad koleją transgabońską został przekazany przez Office du chemin de fer du Transgabonais (OCTRA) na rzecz międzynarodowej spółki Société nationale des bois du Gabon (SNBG). Przedsiębiorstwo to straciło jednak koncesję w 2003 roku na rzecz spółki Compagnie Minière de l'Ogooué (COMILOG).