La première relation ferroviaire ayant touché le port normand de Honfleur est un embranchement ouvert dés l'été 1862 au départ de Lisieux sur l'artère Paris Caen Cherbourg. Le 23 Août 1867, la principale localité du Roumois, Pont-Audemer, est desservi à son tour par une antenne lancée depuis Glos Montfort par la société des chemins de fer d'Orléans à Chalons, réseau de l'Eure, au titre d'une concession d'intérêt local. Sous la III république, il est décide de constituer un ensemble cohérent de ces lignes en les intégrant à un axe Evreux Honfleur, ouvert par étapes en Janvier 1888 d'Evreux au Neubourg, en Juillet de la même année du Neubourg à Glos Montfort et le 8 Juin 1889 de Pont-Audemer à Quetteville. Cette dernière section, classée sous le n° 42 dans le plan complémentaire de Juillet 1879, réalise la jonction entre l'itinéraire primitif d'Honfleur et la branche d'intérêt local du réseau de l'Eure : après divers péripéties administratives, celle-ci se verra rachetée par l'Etat, reclassée d'intérêt général et concédée au réseau de l'Ouest par la loi du 3 Août 1892. Au début du siècle, la desserte voyageuse est assurée par un Glos Pont Audemer et cinq Glos Honfleur, plus sept courses Pont l'Évêque Honfleur dont la superposition à partir de la jonction de Quetteville donne un total de vingt quatre circulations quotidiennes sur le tronc commun (Quetteville Honfleur), sans compter les trains de marchandises .Les dépôts de Lisieux, Honfleur et Evreux se partageaient les roulements et disposaient d'une remise avec moyens de tournage. Pendant la grande guerre, le service est réduit à deux mouvements Glos Honfleur et trois Pont- l'évêque Honfleur, dont un marchandises voyageurs sur chaque section. En 1936, la dotation d'autorails Renault VH au dépôt de Lisieux permet d'assurer intégralement aux trains automoteurs les cinq à six mouvements Pont-l'évêque Honfleur, tandis que sur la ligne Glos Honfleur les quatre mouvements sont confiés à la vapeur. Des 1940, l'occupation allemande impose un service limité à une course quotidienne et une tri- hebdomadaire Pont l'évêque Honfleur et deux mixtes Glos Honfleur.La section de ligne Quetteville Honfleur est mise à voie unique par l'occupant. En 1950, les prototypes de 150 ch X5010, 5011 sont mis en service à Evreux et assurent des trains vers Glos et Honfleur, suivis par des appareils unifiés du même type X5500/5800.A cette date, la desserte comporte trois courses d'autorails Lisieux Honfleur, plus trois Pont-l'évêque Honfleur, deux Evreux Honfleur et un Serquigny Pont Audemer ne circulant que les Samedis.Les trains de marchandises et les remplacements d'autorails sont assurés par des 230D ou H,des 141C et des 140C jusqu'à l'arrivée de la traction diesel avec les BB63000 et BB66000. A l'automne 1969, la liaison Evreux Quetteville est fermée aux voyageurs tandis que celle de Pont l'évêque à Honfleur ne lui survit que jusqu'à la fin des horaires de l'été 1971. Depuis quelques année déjà, les inconfortables autorails de 150 ch étaient remplaces par des autorails unifies de 300 ch X3800 introduits dés 1957, et des EAD X4300, bases à Evreux. Depuis lors, le centre de Honfleur reste desservi par des trains de marchandises en traction diesel BB66000 du dépôt de Sotteville.Les principaux clients étaient la société Miroline à Honfleur qui expédiait des trains complets d'engrais liquide et des wagons isolés de mélasse . A Beuzeville, l'entrepôt Système U reçoit quant à elle des wagons d'eaux minérales et depuis la tempête de 1999 la gare reçoit des trains complets de bois du Limousin pour une scierie à Bouville.Ce trafic est arrêté depuis.En 1995, des amis du rail ont décidé de faire revivre la ligne, par une exploitation touristique. Ainsi fut crée le chemin de fer touristique Pontaurail qui exploite le tronçon Pont-audemer Honfleur depuis le 2 Juillet 1995 à l'aide de l'autorail X2426,témoin du passé glorieux de nombreuses petites lignes secondaires françaises . Depuis le 28 Février 2005,la ligne est fermée au trafic des marchandises entre Beuzeville et Honfleur.La desserte de Beuzeville est assurée par une UM de BB63400 de L'EMT de Sotteville (trois dessertes par semaine).Fin 2005,l'exploitaton du train touristique cessa .La section de ligne entre Beuzeville et Honfleur n'est donc plus exploitée.