Statsbanan Älvsbyn - Piteå öppnades för allmän trafik 1915. Från Älvsbyn följer banan Piteälvens västra sida ner till Sikfors där den korsar Piteälven på en märklig bro genom det vattenkraftverk som uppfördes strax före banan byggdes. Banan fortsätter på älvens östra sida genom Arnemark där vi idag finner banans enda mötesstation. Närmare Piteå följer den f.d. ursprungliga stationen Bölebyn vilken 5 kilometer senare följs av Öjebyns f.d. station, också den ursprunglig. Härifrån återstår endast drygt fem kilometer till Piteå station nära stadens centrum.
1955 stod en fem kilometer lång förlängning av banan från Piteå till Munksund klar. 1973 byggdes också ett 8 kilometer långt industrispår från denna bana till Piteå djuphamn vid Haraholmen. 1995 stod en ny anslutning till Stambanan genom övre Norrland klar med triangelspår vid Nyfors strax söder om Älvsbyn vilket flyttade banan utanför Älvsbyns tätort och förlängde den med 2 kilometer. Samma år elektrifierades också sträckan Nyfors-Piteå. Banan från Piteå bangård till Svedjanbangården elektrifierades 2004 medan det kommunägda Haraholmsspåret och anslutningsspåren till Munksunds pappersbruk och sågverken i Munksund och Lövholmen ännu är oelektrifierade.
Persontrafiken på banan lades definitivt ned 1972. Godstrafiken på banan är idag omfattande med systemtransporter till skogsindustrin. Banan är sedan 1988 klassad som länsjärnväg.