华丰煤矿公司于1916年曾拟建磁东(太平)段，虽已测量、绘图，但未建设。日军侵占期间于1940年8月，由华北交通株式会社济南铁路局建设东太平(今磁窑)至赤柴(今禹村)段，翌年6月20日竣工通车，称赤柴炭线，长5.242公里。后为掠采新汶煤炭，又将此线延至南新泰(今东都)，1943年7月19日竣工通车，长42.340公里。两段合计长69.582公里。线路为单线，最大坡度10‰，最小曲线半径400米，钢轨最重42公斤/米，桥涵载重L-20，建桥69座，建华丰、楼德、赤柴、宫里、谷里、南新泰6个站。设通讯线6对。日本投降后，中共泰宁县委成立磁新铁路局，仅维持楼德、华丰间通车运煤。后因内战爆发，1946年初，鲁中军分区派人炸毁了部分铁路设施，1949年10月，济南局由磁窑向东逐站修复，1950年10月1日竣工通车并验交运营，列车对数2至3对。
1958年7月，铁道部第三设计院完成了自山东省张店至江苏省新沂铁路的设计意见书，包括东都至莱芜东段的新建和张店至博山、磁窑至东都段的改建也一并完成。东莱段由铁道兵于1959年5月开工，1960年初由新泰向莱芜东方向铺轨，同年12月1日新泰至莱芜东间通车并临时运营。线路为Ⅰ级单线，最大坡度10.6‰，全线半自动闭塞；到发线有效长601～944米。桥梁载重中-22级，铺43公斤/米P型轨。东都设机务折返段，颜庄设给水站1处，东都至莱芜设铜、铁线通信线路各1对。1962年8月16日东莱段停工时仅完成正线铺轨52.043公里；站线12.242公里，建桥涵101座，经验收路基及轨道工程均不合格。1963年4月1日由济南局临管后，逐年进行工程配套和病害处理，当时线路限速20公里，病害主要是大哑口路堑边坡地带有地下水及边坡向线路垂直方向活动，曾发生滑坡，造成中断行车。1966年1月1日，采取了“以排为主、支撑为辅”的整治措施，在路基侧沟底下设置装配式钢筋混凝土框架渗沟，路堑边坡设支撑水沟，并建立完整的地表排水系统，经检查业已根治。东莱段实际投资2117.82万元。磁莱支线桥梁共计110座，涵洞112座。1966年列车通过速度已达每小时40公里，1978年货运量达715.1万吨。
