1897 ansöktes om koncession för en ny järnvägsförbindelse mellan Kävlinge och Sjöbo. Trots att Kungl. Maj:t beviljade koncessionen den 1 juli 1898, dröjde det innan spaden sattes i marken. Den beräknade anläggningskostnaden låg initialt på 2 700 000 kr.
På grund av ekonomisk osäkerhet överläts koncessionen till bolaget Landskrona-Kävlinge-Sjöbo Järnväg (LKSJ). Redan från start fanns ett tätt samarbete med Landskrona-Kävlinge Järnväg (LaKJ), som varit i drift sedan 1893. Trots att de formellt var skilda bolag samförvaltades de, och när LaKJ år 1919 köptes upp av Landskrona-Lund-Trelleborgs Järnväg (LLTJ), inkluderades även LKSJ i denna förvaltning.
Byggprocessen kantades av ekonomiska bakslag. Mellan 1898 och 1901 stoppade Riksbanken utlåningen till affärsbankerna till följd av minskade valutatillgångar, samtidigt som materialpriserna sköt i höjden. Efter flera uppskov inleddes arbetet slutligen i maj 1903.

• Januari 1906: Linjen stod färdig för besiktning.
• 5 februari 1906: Den 45 kilometer långa normalspåriga järnvägen öppnades för allmän trafik.
• 17 februari 1906: Den högtidliga invigningen förrättades av arvfursten Gustaf Adolf (sedermera Gustaf VI Adolf).

Trots öppnandet kvarstod vissa arbeten, däribland uppförandet av stationshuset i Harlösa. Vid den slutgiltiga sammanställningen 1908 hade byggkostnaden stigit till 2 930 000 kr.
Järnvägens ekonomi var ansträngd från dag ett. Den ekonomiska krisen 1907 och storstrejken 1909 slog hårt mot verksamheten. Under och efter första världskriget blev skuldbördan övermäktig; bolaget kunde inte längre sköta sina lån och ansökte 1921 om räntebefrielse. Försöken att rädda ekonomin misslyckades och den 12 december 1923 begärdes bolaget i konkurs.
Staten tog över banan den 1 januari 1925, genomförde omfattande besparingar och ändrade namnet till Kävlinge-Sjöbo Järnväg. Den 1 juli 1926 övertogs driften formellt av Statens Järnvägar (SJ).

Stationer: Kävlinge, Rinnebäck, Krutmöllan, Lilla Harrie, Örtofta, Viderup, Gårdsånga, Flyinge, Holmby, Hammarlunda, Hunneberga, Harlösa, Våmbsjön, Täpperöd, Öved och Sjöbo.