2006年9月，工程正式立项。2009年5月，铁路初期工程的可行性研究报告和初步设计获得批复，具备了开工条件，7月15日开标，7月18日举行开工典礼正式动工。工程总投资23.4亿元，由
沈阳铁路局和
大连长兴岛临港工业区管委会共同投资建设。
整个工程分为两期：一期工程于2009年7月18日开工，从既有田家——五岛铁路（简称“
田五铁路”）CK53+000至新建
长兴岛港站，新建线路25.03公里，工程投资概算8.7亿元，工期18个月；二期工程由
瓦房店站接轨引出，经董屯站、
白水井站、郭家站、
复州湾站、左屯站等站至
五岛站，线路总长约54.3公里，其中新建或改建铁路44.6公里，利用既有线9.7公里，工程投资概算约14.7亿元。
2010年12月16日10时30分，随着一声清脆的汽笛声，一列牵引60辆车厢满载5000吨海盐的列车，从大连长兴岛公共港区缓缓驶出，这一时刻标志着中国第五大岛——长兴岛从此改写了没有铁路的历史，也就在此时，几代海岛人的梦想终于得以实现，大连长兴岛临港工业区仅靠公路和海上运输的交通运输体系就此被改写。
时任大连市市长
李万才，
沈阳铁路局局长
王占柱，大连市副市长张军，长兴岛临港工业区管委会主任、党工委书记
徐长元等出席大连长兴岛疏港铁路通车典礼，并为长兴岛疏港铁路正式通车剪裁，李万才、王占柱共同启动了铁路通车按钮，王占柱在现场正式下达发车命令。
在通车仪式上，王占柱在致辞时说，建设长兴岛疏港铁路是沈阳铁路局认真落实辽宁省委、省政府的部署和要求，围绕辽宁沿海经济带“
五点一线”建设，更好地服务地方经济社会发展的重要举措，也是沈铁支持大连市开发建设长兴岛，加快大连国际航运中心组合港建设，构筑长兴岛高端临港工业基地的实际行动。长兴岛疏港铁路一期工程正式通车，对于提高长兴岛疏港运输能力，改善长兴岛港区投资环境，促进长兴岛开发开放，有着十分重要的意义。沈阳铁路局一定不辜负辽宁省委、省政府和大连市的嘱托，不辜负
辽东半岛人民的期盼，加强疏港铁路运营管理，全力提供优质服务，同时要加快推进长兴岛疏港铁路二期和三期工程建设，为长兴岛
国家级经济技术开发区加快发展做出更大贡献。
徐长元在致辞中说，长兴岛疏港铁路的正式通车，是长兴岛开发建设历程中一件具有里程碑意义的大事；长兴岛铁路的建设，对于完善集疏运体系、提高基础设施的保障能力，降低企业物流成本，增加港口货物吞吐能力，带动全区更好更快发展，对于促进
大连东北亚国际航运中心建设、服务腹地、助推东北老工业基地的全面振兴意义重大、影响深远、前景广阔。徐长元说，今后，我们将以强烈的责任意识、快捷的工作效率、优异的服务质量，积极主动地为铁路事业蓬勃发展创造良好优越的外部条件。我们决心要以创建高端临港产业高地、科技创新高地、生态宜居高地为目标，以拼命创业的大庆铁人王进喜为榜样，牢固树立“大发展小困难、小发展大困难、不发展最困难、只有加快发展才能战胜一切困难”的理念，大力弘扬“五加二”、“白加黑”、风雨兼程的拼搏精神，超常规、快速度、大手笔、高质量，切实把临港工业区的发展根基打牢打好，努力地创造出经得起实践、经得起人民、经得起历史检验的新业绩。
李万才在致辞时说，疏港铁路建设是长兴岛历史上开创性的大事，是长兴岛港口连接东北集疏运体系的重要标志。疏港铁路的建成通车，将大大拉近长兴岛与东北腹地的距离，促进区域要素资源的优化配置，进一步加强长兴岛与东北各地的经济联动，推动区域经济又好又快发展。李万才说，大连市委市政府将全力以赴支持长兴岛的建设发展，不断为长兴岛科学发展、创新发展、和谐发展创造良好的条件。衷心希望沈阳铁路局、中铁九局、
中铁二十三局能一如既往地支持长兴岛疏港铁路的后续工程建设和管理运营，使长兴岛早日成为东北集疏运体系通向世界新的门户。我们坚信，长兴岛一定能够在新的发展阶段，创造出更加无愧于时代、无愧于党和人民重托的新业绩，在大连推进全域城市化、实现科学发展新跨越的进程中作出新的更大的贡献。
经过铁路工程建设者们487天的紧张施工，长兴岛疏港铁路一期工程正式实现通车运营。据介绍，长兴岛疏港铁路工程分为一、二、三期和公共港区铁路专用线工程，其中一、二期正线总里程79.68公里，工程总投资约25亿元。一期工程五岛站至
长兴岛港站于2009年8月1日开工建设，线路总长度25.03公里，工程总投资8.1亿元，共完成路基工程549万立方米，特大桥1座，大桥4座，梁式中桥2座，槽型梁桥1座，框构桥6座，涵洞58座，公路上跨立交桥3座。公共港区铁路专用线由长兴岛港站至公共港区码头前沿于2010年9月15日开工，线路总长10.828公里，建设中克服了地质结构复杂、施工工艺难度大、桥梁多、作业面狭窄等诸多不利因素，仅用75天就完成了全部工程量。2010年11月30日18时，衔接岛内外直达长兴岛港公共港区的铁路线全部贯通，实现了火车重载试验和工程质量验收一次成功。二期工程瓦房店至五岛既有线改造，从
瓦房店站接轨，经董屯、白水井、郭家、复州湾等站至53公里处与一期工程接通，正线里程54.65公里，现已开通运营。三期工程长兴岛至
熊岳城段，尚未开工建设。正在规划建设的长兴岛铁路物流基地，经港前站接轨的所有专用线由沈阳铁路局建设和管理，运输组织上实现直进直出。