Изграждане на линията
Проектът е на арх. Стоян Митов – наследник на копривщенския възрожденски род Каблешкови, а изпълнението е възложено на въведената година по-рано Трудова повинност. Избрано е нестандартното тясно междурелсие 760 мм предвид трудно проходимия планински терен и икономически съображения. Работи се на три смени – денонощно. Работата се извършва ръчно. С помощта на малки взривове работниците си помагат в разбиването на скалите в непристъпното дефиле на река Чепинска.
Първите 39 км от линията са изградени за 5 години – това е отсечката Сарамбей - Лъджене (Септември - Велинград), открита официално на 1 август 1926 г.
Година по-късно се открива и 3-километровият участък през нивите в Чепинската котловина, свързващ тогавашните села Лъджене и Чепино-баня, днес квартали на СПА столицата Велинград.
През 1928 г. е завършена и жадуваната от жителите на град Татар Пазарджик (днес Пазарджик) железопътна отсечка Пазарджик - Варвара, открита на 27 октомври същата година. Така градът и населението му са свързани с линията за Чепинско, а по-късно и Разложко. Участъкът Пазарджик - Варвара е с дължина 16 км и е закрит през есента на 2002 г.
Тринайсет години отнема строежът на най-тежкия участък от теснолинейката – този от Велинград до Якоруда. Дължината му е 47 км, в които са изградени 25 тунела. Последният тунел се намира малко преди спирка Черна Места. Заедно с първите 10 между Варвара и гара Долене, общият брой на тунелите по линията е 35.
От спирка Света Петка до гара Аврамово теснолинейката се изкачва в няколко етажа над себе си, чертаейки ръкописна осмица. Този участък е известен като „осморка” и привлича интереса на туристи от целия свят. Линията достига кота 1267,4 м над морското равнище при гара Аврамово – тя е най-високата жп гара на Балканския полуостров. При гара Аврамово за първи път по линията се срещат планините Родопи и Рила. До там пресича само Родопите. До 1912 г. държавната граница между България и Османската империя се е намирала на мястото на днешната гара Аврамово. Тогава са освободени земите надолу към Якоруда и Разложко.
След гара Аврамово трасето се спуска в долината на река Места чрез две кръгови връщания, познати още като „шестиците” и достига спирка Черна Места. След селото се събират реките Черна Места и Бела Места, образувайки Места, а първото селище на бреговете на Места е град Якоруда – гара по линията. От спирка Черна Места надолу линията е трасирана за нормално междурелсие – без тунели, с леки криви (завои) и наклони. Това се дължи на изоставена идея за нормална жп линия от София през Самоков и Боровец до Черна Места и оттам към Якоруда и Банско. Влаковете до и от Якоруда тръгват веднага щом теснолинейният участък е завършен, считано от 12 декември 1937 г.
В периода 1937-1939 г. са изградени следващите 15 километра между Якоруда и Белица. На 30 юли 1939 г. тържествено се откриват двата построени участъка от гара Чепино (днес спирка Велинград-юг) през Аврамово и Якоруда до гара Белица. Празничният влак потегля от гара Септември, а в него пътува и царското семейство. На гара Света Петка Н.В. Цар Борис III се качва в парната машина и поема управлението на влака в най-внушителния участък – Света Петка - Аврамово. Той докарва влака до крайната гара Белица, където лично награждава участници в проекта за изграждане на линията.
На 3-ти март 1943 г. се открива участъкът Белица - Банско, който преминава през курортното село Баня и икономическия център на региона – град Разлог. Непосредствено след гара Белица се намира спирка Генерал Ковачев, кръстена в памет на генерал Стилиян Ковачев – освободител на Пиринска Македония. На 6 км от нея е село Елешница, популярно днес с минералните си извори и басейни.
Последните 6 км от линията между Банско и Добринище се строят с доброволния труд на жителите на Добринище. Участъкът се открива на 9 декември 1945 г. До днес последната гара по 125-километровото трасе от Горнотракийската низина през Родопите и Рила до подножието на Пирин планина е Добринище.
В миналото са разглеждани проекти за продължение на линията до град Гоце Делчев и разширения от Разлог към Благоевград, от Велинград към Сърница, от Костандово към Батак и Доспат, но нищо от това не е реализирано.
Подвижен състав
Първите влакове по линията се теглят от парни локомотиви, а вагоните за пътници са с дървени седалки. Един от първите вагони е запазен до днес и се използва за специални атракционни пътувания.
БДЖ разполага и с възстановен за движение парен локомотив, представител на последните доставени в миналото парни локомотиви за теснолинейката. През 50-те години на миналия ХХ век са доставени първите дизелови возила за междурелсие 760 мм. Това са унгарските мотриси „Ганц”, които поемат голяма част от пътническия трафик по линията – чисти, пъргави и красиви, те работят в продължение на около 20 години. През 1965 г. започва доставката на дизелови локомотиви, произведени в Западна Германия, в завода „Хеншел”, по задание на БДЖ. Те са основна тягова единица по линията и до днес. По-късно, през 1988 г. БДЖ договаря доставката на още 10 дизелови локомотива – този път румънско производство, проектирани по параметрите на експлоатираните тогава немски машини.
През 2020 г. БДЖ сключи договор за модернизация на последните два от румънските локомотиви и към 2023 г. те вече са готови – единият се движи по линията от есента на 2022 г., а другият предстои да тръгне по трасето през лятото на 2023 г.
През 70-те години на ХХ век по заявка на БДЖ вагонният завод в Дряново произвежда нови съвременни вагони за линията Септември - Добринище. Те са оборудвани с тапицирани седалки и парно, далеч по-удобни от дотогавашните стари западни вагони с дървени пейки и отопление на дърва. Тези вагони обезпечават пътническите влакове по линията и до сега, като на всеки 5 години се ремонтират основно и модернизират. Днес те са оборудвани с ел. контакти, LED-осветление, удобни седалки с подлакътници и пердета.
Принос на теснолинейката за региона
Теснолинейката Септември - Добринище свързва административните области Пазарджик и Благоевград, на териториите на които се намират трите етнокултурни области тракийска, родопска и пиринска. Линията свързва директно Септември с Велинград, Якоруда, Разлог, Банско и Добринище, а само на 4 км от нея са разположени градовете Костандово, Ракитово и Белица, които също се обслужват с железопътни гари. Заедно с десетки села, теснолинейката обслужва едно население от над 50 000 души, част от което живее във високопланинския регион между Велинград и Якоруда, където няма друг транспорт и влакът е единствена алтернатива за придвижване до по-големите градове.
До края на миналия век по линията се извършва голямо по обем товарно движение и особено в периода до 1990 г. С теснолинейката се транспорта почти всичко – добитата и обработена дървесина, произведените от нея мебели, продукцията на изградени промишлени предприятия в градовете Велинград, Якоруда, Разлог и Банско, уранова руда, добивана в село Елешница над спирка Генерал Ковачев, горива за бензиностанциите и предприятията, стоки за магазините и домовете на хората, кинолентите за кината и още много други.
Теснолинейката Септември - Добринище допринася значително за социалния, икономическия и културния напредък на селищата и жителите им по нейното протежение. И преди всичко в първите десетилетия от експлоатацията ѝ, когато тези скоро освободени от турското робство земи е трябвало да се почувстват наистина част от свободна България.