Aan het begin van de twintigste eeuw legt de Noordoosterlocaalspoorweg-Maatschappij in Overijssel, Drenthe en Groningen een netwerk van lokaalspoorwegen aan. Eén van de belangrijkste doelen van het netwerk is een verbinding tussen de Twentse industrie en de haven van Delfzijl. In januari 1910 opent de NOLS met de 26 kilometer lange spoorlijn Zuidbroek – Delfzijl de meest noordelijke tak van het netwerk. Het vervoer op de verbinding wordt net als op de andere spoorlijnen van de NOLS uitgevoerd door de Staatsspoorwegen. De treinen maken in Zuidbroek en Delfzijl dan ook gebruik van de bestaande stations van de SS.

Net als op de andere lokaallijnen van de NOLS blijft het vervoer achter op de verwachtingen. Terwijl het spoorwegvervoer op de lokaallijnen door de komst van de vrachtauto en de autobus in de jaren ’20 verder afneemt, opent de Woldjerspoorwegmaatschappij in 1929 een nieuwe lokaallijn tussen Groningen en Weiwerd. De treinen van deze lokaallijn maken tussen Weiwerd en Delfzijl gebruik van de NOLS-lijn. Vijf jaar na de opening van de Woldjerspoorweg staakt NS het reizigersvervoer tussen Zuidbroek en Weiwerd.

In mei 1941 staakt NS ook het reizigersvervoer over de Woldjerspoorweg. Ruim een jaar later wordt ook het goederenvervoer op beide lokaallijnen opgeheven en worden de lijnen opgebroken ten behoeve van de bezetter.

Dienstregeling

De reizigersdienst tussen Zuidbroek en Delfzijl is tijdens vrijwel het gehele bestaan van de lijn beperkt tot zo’n vijf treinen per dag.

Materieelinzet

Tot 1929 worden alle diensten op de spoorlijn uitgevoerd met stoomtractie. Na de opening van de Woldjerspoorweg en het depot voor motorrijtuigen in Delfzijl dat jaar rijdt NS vier van de vijf treinen met motorrijtuigen.