A korábbi, Nógrád vármegyét érintő vasútépítési tervek egy Szob-Balassagyarmat-Losonc-Fülek-Rozsnyó vonalat jelöltek ki, mely a dunai gőzhajózással létesített volna kapcsolatot. A Pest-Salgótarján vasútvonal építését a Szent István Kőszénbánya Társulat kezdte meg 1863-ban. A társulatot egy elbocsátott osztrák vasútépítő mérnök, Johann Brellich és egy osztrák bányamérnök, Gregor Windsteig alapította. Alapszabályukban mind a szénkitermelés, mind a vasútépítés helyet kapott.

1867-ben a vasútvonal elkészült, ám a többször nevet változtató társulat 1868-ban csődöt jelentett. A szénkiaknázást az az évben megalakult Salgótarjáni Kőszénbánya Részvénytársulat (SKB Rt.) folytatta, amely hamarosan a szénmedence, majd az ország legnagyobb bányavállalatává vált. A vasútvonalat az akkor alapított Magyar. Királyi. Államvasutak vette át, és lett az MÁV első vonala. A következő években a MÁV további, magánkézben lévő, már elkészült vonalat felvásárolt. Az SKB Rt. sokáig kooperált a MÁV-val, jutányos áron biztosított neki szenet, míg a MÁV segítette a vállalatot a szénszállításban.

1871-ben adták át a Losoncig tartó szakaszt, később fokozatosan tovább építve kialakult a Budapest - Ruttka főközlekedési vasútvonal. A salgótarjáni megállóhely kezdetben a mai külső pályaudvar („Nagyállomás”) volt. A vonal eleinte a József –rakodóig tartott. A főtéri állomást („Kisállomás”) 1913-ban adták át.
A vonal meghatározó volt Salgótarján és a nógrádi iparmedence fejlődésére nézve, hiszen a barnakőszén, illegve a helyi gyárak termékeinek fő szállítási eszköze és útvonala is a vasút volt. Ugyanakkor a bánya és az üzemek működtetéséhez szükséges munkaerő is zömmel vonatokon érkezett.
Ez a fővonal rendkívül jövedelmező volt a vasúttársaságnak. Sokáig az egyetlen nemzetközi kapcsolatot biztosította a meglévő és tervezett vonalhálózatán keresztül. Néhány év alatt megépítették a Ruttka-Oderberg vonalat. Oderbergen keresztül napi négy pár közvetlen expresszvonat közlekedett Budapest-Berlin között. A szállítási kapacitás szűkössége miatt hamarosan megtörtént a második vágány kiépítése.
A vonal jelentőségét mutatja, hogy a MÁV 1917-ben felkérte Kandó Kálmánt a Budapest-Salgótarján-Ruttka vonal villamosításának megtervezésére. A világháború, a forradalmak, valamint Trianon miatt erre már nem kerülhetett sor.

1920-ban a Budapest - Ruttka vonalat a békeszerződés kettévágta, a határállomás 1920-1924 között Salgótarján, az 1924-es határkorrekció után Somoskőújfalu lett.
A Hatvan-Somoskőújfalu közti vasútvonal jelentőségét mutatja, hogy a második világháború végéig két vágányon zajlott a közlekedés, és nemzetközi fővonalnak számított. A háború után a teljesen megrongálódott Hatvan-Somoskőújfalu vonalat szovjet stratégiai megfontolások miatt Selyptől északra egy vágánnyal építették újjá.
A vasútvonal a 2000-es évekig a nemzetközi vonalhálózatba tartozott. A legjelentősebb nemzetközi gyorsvonat a Polonia expressz volt, mely a Varsó – Budapest - Belgrád útvonalon közlekedett. További nemzetközi vonatok voltak a Salgó, a Karancs, a Bem, valamint az Urpin - utóbbi közlekedett a legtovább, 2008-ig.

A Hatvan-Somoskőújfalu vonalon jelenleg csak helyi jellegű személy- és teherforgalom zajlik. A vasútvonal jelentőségének csökkenéséhez hozzájárult a második vágány hiánya, a villamosítás elmaradása, illetve az a tény, hogy a rendszerváltozás után Salgótarján, illetve a nógrádi iparmedence elveszítette korábbi gazdasági súlyát.
Vasút- és hadtörténeti szempontból is érdekesség, hogy az 1919-es helyi határvédő harcokban, illetve az Északi Hadjáratban egy a salgótarjáni acélgyárban bepáncélozott páncélvonat is bevetésre került a vonalon. Vasúttörténeti szempontból is jeles esemény volt, hogy 1939. május 7-én érkezett Salgótarjánba a Szent Jobbot szállító Aranyvonat. Az 1930-as évek turisztikai kezdeményezése volt az ún. filléres vonatok indítása nagyobb kulturális és sporteseményekre. A különjáratú szerelvények úti célja több ízben volt Salgótarján, illetve többször indult a városból különvonat pl. az SBTC mérkőzéseire.

Salgótarjánban és környékén a 19. század végétől a bánya- és iparvállalatok (SKB Rt., RMSV Rt., ÉKI Rt.), valamint a kőbányák a szállítás megoldására jelentős keskenynyomtávú iparvasút hálózatot építettek ki, amely becsatlakozott a MÁV vonalba. Az iparvasutak fennállásukig a helyiérdekű személyforgalomban is meghatározó szerepet játszottak. Számos műszaki újításnak és a helyi domborzati viszonyokhoz illeszkedő egyedi megoldásnak adtak teret az iparvasutak: a Salgótarjáni Vasfinomító Rt.(ettől az évtől RMSV Rt.) 1881-ben átadott fogaskerekű vonala, mely 6 km hosszan a gyárat kötötte össze a Salgóbánya-telepi szénrakodóval, az országban az elsőként alkalmazott fogaskerekű pályatechnika. Somlyóbánya-telepre, annak nagy meredeksége miatt az országban elsők között épült siklóvasút (vitla). Somlyóbánya-telep közelében épült a ma már betemetett vasbetonhíd, mely az iparvasút hálózat egyik legszebb műtárgya volt. 1892-ben az ÉKI RT. Csibaj János-aknáján alkalmaztak először az országban villamos mozdonyt. Az iparmedencében korán elterjedtek az iparvasutakon a villamos mozdonyok.