明治時代初めには、碓氷峠に鉄道を敷設する計画が持ち上がりました。当初は、東京と京都を結ぶ幹線鉄道のルートのひとつとして検討されましたが、難工事になることが予想され断念。明治20年代に入ると、太平洋側と日本海側を結ぶ交通の要衝であることから、再度鉄道を引く計画が持ち上がりました。ですが碓氷峠は険しく、計画は難航したのです。

スイッチバックやループ線を設ける案も検討されましたが地形的に対処できず、ドイツのハルツ山鉄道を参考にアプト式を取り入れることにしました。

アプト式とは、スイス人ローマン・アプトが考案し、登山鉄道などに採用されている鉄道方式です。機関車に付いた歯車と線路の中央に敷いた「のこぎりの歯のようなレール」をかみ合わせて、急勾配を上る方式です。

そしてついに明治26（1893）年、トンネル数26、レンガ造りの橋梁18を要する難工事の末、悲願の信越本線横川（よこかわ）駅～軽井沢駅が開通。標高差は約553m。この急勾配を走ることになったのは、ドイツから輸入したアプト式蒸気機関車で、横川駅～軽井沢駅を約80分で結びました。

さらに明治45（1912）年には国鉄初の電気機関車の運転が開始されました。

戦後に入り、昭和38（1963）年には、車輪と線路の摩擦に頼る通常の粘着運転で進む新線が完成。アプト式を撤去し昭和41（1966）年に通常の複線運転が開始されました。

その後、碓氷峠を含む、横川駅～軽井沢駅の最大の転機となったのは、1997年の長野新幹線 現・北陸新幹線の開業です。これを機に碓氷峠区間は廃線となり、群馬の信越本線は横川駅が終着駅となりました。

横川駅に隣接する、かつての横川機関区跡は現在、碓氷峠の鉄道文化を後世に伝える「碓氷峠鉄道文化むら」となっています。この施設では、日本で唯一の本物の電気機関車運転体験が可能。3万円と高額な講習料金にも関わらず、重量108tの本物の電気機関車を動かせるとあって、大人気のスポットになっています。

また、安中（あんなか）市観光機構では、普段は立入禁止となっている廃線を歩く「廃線ウォーク」をたびたび開催し、人気を集めています。

現在廃線となっている横川駅～軽井沢役にある4連の雄大なアーチ橋、「碓氷第三橋梁（きょうりょう）」、通称「めがね橋」も観光スポットとして長年親しまれています。明治25（1892）年に完成した美しいレンガのアーチ橋で、川底からの高さが31mと日本最大、国の重要文化財に指定されています。

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