Trať z Břeclavi do Brna je nejstarší parostrojní železnicí na českém území. Pravidelný provoz byl na celé trati z Břeclavi do Brna zahájen dne 7. července 1839, čímž navázal na dráhu z Vídně do Břeclavi, jenž byl zprovozněn o měsíc dříve. Železniční doprava měla velký význam pro rozvoj hospodářství země Rakousko-Uherské. Trať byla tehdy jednokolejná.
Zdvoukolejnění se trať dočkala za první republiky v letech 1930-1936, přičemž byla upravena pro provoz motorových vozů Slovenská strela. Ty zde mohly jezdit rychlostí až 130 km/h, zatímco ostatní vlaky do 120 km/h.V 80.letech byly některé úseky experimentálně upraveny na rychlost 140km/h a v 90. letech byla v rámci výstavby prvního koridoru rychlost zvýšena na 160 km/h.
V roce 1967 byla celá trať elektrifikována. Na úseku mezi Hrušovany u Brna a Podivínem bývají za mimořádných bezpečnostních opatření prováděny rychlostní zkoušky nových vozidel. Dne 18. listopadu 2004 zde jednotka řady 680 Pendolino vytvořila český rychlostní rekord 237 km/h, za což ale následovala pokuta Drážního úřadu, který povolil zkoušky pouze do 230 km/h.
V 50. letech 20. století se na dráze udály dvě vážné nehody,v roce 1950 v Podivíně a v roce 1953 u Šakvic.