L'ancienne gare de Villers-sur-Semois

Le chemin de fer fait son apparition en province de Luxembourg avec l'inauguration de la ligne 162 en 1858. La Compagnie de Virton inaugure en 1872 le tronçon Marbehan - Virton ville (gare aujourd'hui désaffectée). En 1873, la Compagnie des chemins de fer de l'Est termine le tronçon Montmedy - Écouviez (frontière).
En 1951, le trafic voyageurs est abandonné sur les deux tronçons ; le tronçon Ethe - Virton, qui ne voit plus passer le moindre trafic depuis 1953, est déferré en 1958.
En 1968, le tronçon Croix-Rouge - Ethe, déserté depuis 1962 subit le même sort et à la fin des années 1970, la crise du bassin sidérurgique fait que le trafic du tronçon transfrontalier s'est effondré.
En 1985, la SNCF et la SNCB conviennent de fermer le point frontière de Lamorteau - Écouviez. La section Virton - Harnoncourt est maintenue à voie unique, comme raccordement industriel de l'usine de pâte à papier « Burgo - Cellulose des Ardennes ». Le maigre trafic est reporté au point Frontière Athus - Mont Saint Martin (ligne 167).
En 1997, un nouveau raccordement est établi entre Marbehan et l'usine d'embouteillage Nestlé Waters Belgium à Étalle, via la ligne industrielle 289. Le trafic a été interrompu d'octobre 2007 à mai 2008 et a cessé définitivement. À Croix-Rouge, la scierie Dusausoit expédiait des wagons de bois.
Depuis 2012, ce qui reste de la ligne n'est plus utilisé ni entretenu par Infrabel.