settembre 1925: Viene inaugurato la prima tratta Napoli-Pozzuoli, su cui viene istituito il servizio metropolitano; sono utilizzate le automotrici a terza rotaia gruppo E.20[6].
1927: Aggiunte le stazioni Bagnoli-Agnano Terme e Gianturco; Chiaia viene ribattezzata Mergellina; Fuorigrotta viene ribattezzata Campi Flegrei.
2007: Entra in funzione la tratta Mostra-Mergellina della linea 6 e l'interscambio con la linea 2 presso la stazione Mergellina.
2009: I treni a lunga percorrenza non percorrono più il passante, che viene utilizzato esclusivamente per il servizio metropolitano. Viene introdotta la relazione Campi Flegrei - Caserta - Capua.
2014: il 14 dicembre entra in funzione la nuova stazione capolinea San Giovanni-Barra[7], ultimata nel 2010 a poche centinaia di metri dal vecchio scalo merci dismesso negli anni novanta.[8]
L'infrastruttura e il materiale rotabile sono proprietà, rispettivamente, di RFI e Trenitalia, società appartenenti alle Ferrovie dello Stato, e a quest'ultima compete la gestione del servizio.
Lo stesso, fra il 2002 e il 2005 venne affidato alla società Metronapoli.
La linea collega la città di Pozzuoli alla zona est (San Giovanni) e attraversa i punti nevralgici della città con un percorso sotterraneo: piazza Garibaldi, piazza Cavour, Montesanto e piazza Amedeo.
Un binario, utilizzato solo occasionalmente per servizio, connette la ferrovia Cumana con i binari del passante ferroviario attraversando via Diocleziano a Napoli.
Da molto tempo risulta in costruzione la stazione di via Ferraris, di cui è stata realizzata la banchina, ad isola, gli accessi e le scale. I lavori risultano essere però quasi fermi causa la mancanza di fondi che servirebbero per completare l'opera. Inoltre si discute da anni di due possibili fermate: una posta a pochi passi da Piazza Mercadante denominata Santa Maria della Neve mentre l’altra, posta sul ponte di Agnano, denominata appunto Agnano. La realizzazione di quest'ultima porterebbe quindi alla ridenominazione della stazione Bagnoli-Agnano Terme in semplicemente Bagnoli.
Da dicembre 2014 venne introdotto l'orario cadenzato[12] sulla tratta Pozzuoli Solfatara-Napoli San Giovanni-Barra; le corse sono in media ogni 15 minuti, rinforzate da treni che percorrono parte del passante (terminando la propria corsa a Campi Flegrei) effettuando le fermate intermedie.
Da destra: ETR 425 (Jazz), ALe 426 in livrea Jazz (TAF) e ALe 724 in sosta alla stazione di Napoli Campi Flegrei
Sulla linea vennero inizialmente impiegate elettromotrici pesanti e composizioni di carrozze comprendenti vetture pilota collegate alle unità motrici per mezzo di citofono.
All'inizio degli anni sessanta vennero immessi in servizio complessi di elettromotrici ALe 803 e rimorchiate appositamente attrezzate per questo tipo di servizi, a loro volta sostituite dalle Automotrici FS ALe 724, entrate in servizio a partire dal 1983.
Nel 2016 è cominciata la loro sostituzione mediante la fornitura di 12 treni ETR 425 "Jazz"[14].
Sulla linea sono in esercizio anche dei convogli TAF, utilizzati sulla relazione Caserta - Napoli Campi Flegrei.