鹿岛线伴随鹿岛临海工业地带的兴起而得到建设。在《改正铁道敷设法》第39条之二规定了“连接茨城县鹿岛市与千叶县佐原地区”的铁路。1964年由时任运输大臣指导日本铁道建设公团进行建设,鹿岛线北鹿岛站开业后,为了落实《改正铁道敷设法》第39条之一规定的“经过
鉾田市连接茨城县水户地区与茨城县鹿岛地区”路线,日本铁道建设公团继续推进纵贯鹿岛滩地区连接水户站与北鹿岛站的铁路建设。1980年《日本国有铁道经营再建促进特别措施法》实施,由于鹿岛线在建区间旅客输送量达到理想预期值,所以线路得以继续建设。最终部分区间转交第三部门铁道。
香取站~北鹿岛站间的鹿岛线由内燃列车开业,1974年全线电化,1978年成田国际机场开业后作为航空燃料运输线,原计划使用3年,但因燃料管道修建延迟造成使用期限延长,导致当地居民不安倍增。
1970年8月20日,
香取站~鹿岛神宫站开业。11月12日,鹿岛神宫站~北鹿岛站(今:鹿岛足球场站)开业。
2011年3月11日,受
东日本大地震影响,鹿岛线高架区间与车站站舍部分被毁,全线中断。
鹿岛线与
成田线在香取站分歧,但是鹿岛线列车会直通运行抵达佐原站,1天16班往复,多数为千叶站 · 成田站 · 佐原站~鹿岛神宫站的普通列车。还开行有1天1班往复的横须贺线久里滨站发鹿岛神宫站着的总武快速线直通列车。
鹿岛神宫站~鹿岛足球场站间除了JR东日本的回送列车,还会有鹿岛临海铁道
大洗鹿岛线的直通列车经过。
由于鹿岛线由日本铁道建设公团作为高标准线路建设,因此全线几乎都采用
高架桥连接,与
成田线分离后,鹿岛线没有一个道口。另外,在
利根川、常陆利根川和
北浦架设的桥梁都很长,特别是在北浦架设的北浦桥梁长度为1236m,长度仅次于
东海道新干线的富士川桥梁。这些高架和桥梁的合计长度达到了全线的55%,也通过了沿线水流众多的软地基区间。但是在强风时香取站~十二桥站间和延方站~鹿岛神宫站间会进行限速和暂停运行。