I primi progetti della linea Novara – Varallo risalgono agli anni 50 dell’‘800 per merito degli ingegneri Giuseppe Antonini e Giulio Axerio. I vari studi trovarono concreta realizzazione grazie al finanziamento della Legge Baccarini n. 5002 del 1879. L’apertura della linea avvenne per tratte a partire dal 1883 e vide il proprio compimento l’11 aprile 1886 accolta da memorabili festeggiamenti per l’inaugurazione dell’opera.
Il sogno dei fautori significò il reale sviluppo sociale, economico e culturale di tutti i territori attraversati dalla ferrovia dall’alto novarese fino alla Valsesia.
L’importanza di quest’opera fu tale che dalla stazione di Grignasco venne a diramarsi la linea per servire la Valsessera nel 1908 e vide la luce il progetto del prolungamento della tratta da Varallo fino ad Alagna. Fatti salienti della storia della linea riportano alla memoria l’arrivo dei convogli per il trasporto del celebre marmo di Carrara nel 1895 per la costruzione della facciata della Basilica del Sacro Monte.

A seguito della sospensione del traffico passeggeri della linea Novara – Varallo, avvenuta nel settembre del 2014, si è concretizzato il lungimirante progetto denominato “Treni storici per la Valsesia” curato da Fondazione FS Italiane, Regione Piemonte e dai Comuni di Varallo e Borgosesia. La finalità è la valorizzazione della linea, anche a scopo turistico, a suggello dell’attività di salvaguardia e mantenimento delle storiche infrastrutture ferroviarie. Nel corso del 2015 si sono tenute 11 corse con materiale storico in partenza da Milano Centrale. Lo stesso progetto è attualmente in corso di svolgimento. Nel maggio del 2016 la linea storica Novara – Varallo è entrata a far parte del progetto di valorizzazione nazionale “Binari senza tempo” di Fondazione FS che comprende altre 5 linee in Italia.