La linea venne attivata il 29 gennaio 1983, costituendo il primo esempio in Italia di collegamento ferroviario aeroportuale[1].
La linea venne soppressa il 15 dicembre 2013 per consentire la sua sostituzione con il Pisa Mover, attivato nel 2017, che ne ha ricalcato il percorso[2] e ricostituito dunque il collegamento interrotto seppur con un sistema che non consentirà più servizi diretti da e verso Firenze.
La linea è stata elettrificata con tensione da 3000 volt in corrente continua.
Dal punto di vista della gestione del traffico ferroviario, il binario di raccordo rientrava interamente nell'area di competenza della cosiddetta stazione di Pisa. Pisa Centrale e Pisa Aeroporto, l'8 dicembre 2008, hanno perso lo status di stazione, essendo divenute dei fasci di binari posti all'interno di una struttura più grande: la stazione di Pisa, appunto[3].
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