Die 100,3 Kilometer lange Tauberbahn von Crailsheim nach Wertheim entstand durch einen Staatsvertrag von 1864 zwischen dem Großherzogtum Baden und dem Königreich Württemberg. Sie wurde in den Jahren 1866 bis 1869 erbaut. Die zweigleisig geplant Strecke wurde nur eingleisig realisiert. Eine ausführliche Darstellung der Geschichte der Tauberbahn findet sich in einem Artikel von Uwe Siedentop.

Die Deutsche Bahn betrieb den Verkehr auf der Tauberbahn mit wenig Engagement. Ein Problem war die Verteilung der Zuständigkeiten für den Zugbetrieb, die Unterhaltung der Schieneninfrastruktur und der Bahnhofsgebäude auf die unteschiedlichen Gesellschaften der Bahn DB Personenverkehr, DB Netze, DB Station und Service. Wegen unterlassener Modernisierungen und geringer Fahrgastzahlen drohte die Stilllegung der Tauberbahn.

Zum 1. Januar 2006 übernahm die Westfrankenbahn GmbH, eine hundertprozentige Tochter der Deutschen Bahn, die Verantwortung für die Tauberbahn. Zum Netz der WFB gehören neben der Tauberbahn die Madonnenlandbahn von Miltenberg nach Seckach, die Hohenlohebahn von Crailsheim nach Heilbronn und die Kahlgrundbahn. Die Zuständigkeiten sowohl für den Betrieb, als auch für die Infrastruktur wurden in diesem Unternehmen gebündelt. Diese Struktur mit ihrer regionalen Verankerung ermöglichte flexiblere und zeitnähere Entscheidungen als zuvor durch das Mammutunternehmen Deutsche Bahn. Die WFB versprach, die Tauberbahn voranzubringen und zum Beispiel auch wieder Güterverkehr darauf abzuwickeln. Die stillgelegten Haltepunkte in Wallhausen und Satteldorf wurden reaktiviert. Statt mir lokbespannten Zügen wurde mit Dieseltriebwagen VT 628 gefahren. Speziell für Fahrradtouristen wurde ein VT 628-Triebwagen für den Transport vieler Fahrräder umgerüstet. Die Fahrgastzahlen sind wieder deutlich angestiegen. Der Sanierungsstau bei der Infrastruktur wurde jedoch nicht aufgelöst. Für den Betrieb der Strecke ist nach wie vor viel Personal nötig. Nach und nach wurden und werden im Wesentlichen nur die Bahnhöfe und Haltepunkte modernisiert und die Bahnsteige für einen bequemen Zugeinstieg auf eine Höhe von 55 cm gebracht. Noch nicht abgeschlossen ist die Umstellung auf die elektronische Stellwerks- und Weichentechnik ESTW, die es möglich machen soll, die gesamte Strecke von einer Person in Niederstetten steuern zu lassen.

Im Auftrag des Landes Baden-Württemberg hat die Nahverkehrsgesellschaft Baden-Württemberg GmbH (NVBW) mit dem am 15.12.2019 in Kraft getretenen neuen Verkehrsvertrag erneut die Westfrankenbahn mit dem Zugbetrieb beauftragt. Die alten Dieseltriebwagen VT 628 wurden durch neue Siemens Desiro (VT 648) ersetzt, die mehr Komfort bieten und barriereärmer sind. Werktags wurde ein Stundentakt eingeführt.