1930年，金华～兰溪铁路支线开工，1932年通车。1956年新安江水电站开工，为运输建材，1957年铁路延长至朱家埠站。1960年起，为换装因水电站导致新安江内河航运中断的货物，继续延长铁路至岭后站，1975年通车。最初该线名为金岭线，1991年岭后站更名千岛湖站，该线更名金千线。

1996年时刻表显示该线开行杭州～千岛湖、金华西～千岛湖两对各停列车。杭州～千岛湖各停也承担了浙赣线这一段的各停服务。

经过几轮大提速后，2009年时刻表显示该线剩一对7103/4/5次金华西/义乌～千岛湖各停，而这也是该列车最后一次出现在时刻表上，2009年5月金千小票停运，金千线兰溪～千岛湖停办客运，仅剩兰溪站有旅客列车。

2018年杭黄高铁开通，设千岛湖站，可乘坐高铁前往千岛湖，金千线千岛湖站更名千岛湖南站。如今金建高铁也即将通车，届时杭兰特快恐停运，该线将车底成为货运专线。

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