Var teikt, ka kopš 1867. gada, kad pirmo reizi sāka runāt par nepieciešamību uz Ventspils (toreiz Vindavas) ostu izbūvēt dzelzceļa līniju, līdz pat šim laikam nekas nav mainījies – Ventspils–Zilupes dzelzceļa līnija, kas savieno šo ostu ar Krievzemi, vēl joprojām ir viens no populārākajiem tranzīta maršrutiem.
Neraugoties uz skaidri redzamo vajadzību un lielo interesi, 30 gadu garumā dažādu iemeslu dēļ atļauju dzelzceļa izbūvei līdz Ventspilij neviens pretendents nesaņēma. To 1897. gada 21. maijā saņēma tobrīd mazpazīstama, privāta Ribinskas Dzelzceļa sabiedrība, nākamajos gados kļūstot par vienu no saimnieciski veiksmīgākajām Krievijas privātajām dzelzceļa sabiedrībām. 1897. gadā sabiedrība uzbūvēja līniju Bologoje–Valdajs–Staraja Rusa–Pleskava, kas nodrošināja Ribinskas saistību ar Rīgas ostu. Tajā pašā gadā sabiedrība tika pārdēvēta par Maskavas-Vindavas-Ribinskas Dzelzceļa sabiedrību un uzsāka tiešās Maskavas–Ventspils dzelzceļa līnijas trasēšanu. Maskavas–Krustpils un Tukuma–Ventspils iecirkņu būvniecība tika sākta 1898. gadā, kamēr viedokļi par Krustpils–Tukuma iecirkņa trasi dalījās. Vistuvākais, bet ekonomiski visneizdevīgākais bija Krustpils–Olaines–Tukuma maršruts. Otrs tuvākais un visai pievilcīgais maršruts veda caur Rīgu, dzelzceļa līniju pie Krustpils pārvirzot Daugavas kreisajā krastā. Tomēr arī no tā nācās atteikties, jo Krievijas ceļu satiksmes ministrija atteicās privātās sabiedrības rokās nodot Rīgas–Tukuma, Rīgas–Bolderājas un Rīgas–Jelgavas–Mažeiķu līniju ekspluatāciju, kā to šajā variantā pieprasīja privātie investori. Līdz ar to 1901. gadā Maskavas-Vindavas-Ribinskas Dzelzceļa sabiedrība stājās pie trešā varianta realizācijas, būvējot līniju caur Jelgavu. Jāpiebilst, ka pagaidu kustība Tukuma–Ventspils iecirknī kopš 1899. gada jau bija atklāta. Regulāru vilcienu kustību Maskavas–Krustpils un Tukuma–Ventspils iecirkņos atklāja 1901. gada 11. septembrī, bet iecirknī Krustpils–Tukums – 1904. gada 11. novembrī.
1918. gada septembrī ar speciālu dekrētu Padomju Krievija pasludināja Maskavas-Vindavas-Ribinskas Dzelzceļa sabiedrības sliežu ceļu nacionalizāciju. Tobrīd gan šā dzelzceļa reālais saimnieks Latvijas teritorijā bija Vācijas armija, kas kontroli pār līnijas Ventspils–Tukuma–Jelgavas–Daudzevas sektoru bija pārņēmusi jau 1916. gadā un pielāgojusi to sev ierastajam normālplatumam.
Ievērojama līnijas daļa – 456 km no 1094 km garā Maskavas–Ventspils dzelzceļa starp Zilupi un Ventspili – pēc Latvijas neatkarības pasludināšanas nonāca nacionālās dzelzceļa kompānijas pārraudzībā. Vilcienu kustība sākotnēji gan netika atjaunota visas līnijas garumā. Piemēram, lai nodrošinātu kustību vāciešu pamestajā Ventspils–Tukuma iecirknī, 1919. gada 6. oktobrī no Liepājas uz Ventspili ar kuģi Saratov tika pārvesta viena lokomotīve. Savukārt tilts pār Daugavu un tam piegulošie posmi bija tik ļoti sabojāti, ka kustību posmā Daugava–Krustpils un visā līnijā krievu (1524 mm jeb K) platumā izdevās atjaunot tikai 1930. gadā. Līdz tam iecirknis Jelgava–Daudzeva tika ekspluatēts normālplatumā. Ventspils–Jelgavas iecirknis ekspluatācijai tika nodots 1920. gadā (no 1921. gada – K platumā).
Mūsdienās Ventspils–Zilupes dzelzceļa līnija joprojām ir viena no svarīgākajām dzelzceļa līnijām Latvijā pa kuru tiek nodrošināts galvenais preču pārvadājumu apjoms.
1916.–1917. gadā vācu armija izbūvēja no Ventspils 600 mm šaursliežu dzelzceļu uz Mazirbi, kur tas savienojās ar jau iepriekš izbūvētu tāda paša platuma dzelzceļa līniju, kas caur Talsiem veda uz Stendi. 1960. gados visus Ventspils–Stendes šaursliežu dzelzceļus likvidēja.