Le but de l'Arpajonnais était d'approvisionner les halles de Paris.
Le 27 avril 1893 le tronçon Porte d'Orléans - Antony a été mis en service
et la totalité de la ligne, y compris l'embranchement Montlhéry-Marcoussis le 1er mai 1894.
L'inauguration a été faite par les préfets et les personnalités le 10 mai 1894.

La ligne commence rue Baltard, près des Halles de Paris. Elle passe Porte d'Orléans, puis traverse Montrouge où elle suit la route d'Orléans, jusqu'au Petit Massy. Elle prend ensuite à l'Est pour rejoindre Wissous, Morangis et Chilly Mazarin, elle coupe la N20 pour rejoindre Saulx les Chartreux.
La N20 est reprise de Ballainvilliers à Montlhéry. La ligne se termine ensuite par Linas, Leuville et enfin Arpajon.
A Linas, une tranchée soutenue par des murs en pierres permet au tramway d'éviter une importante dénivellation :

En 1899, le train de 6h55 au départ de Marcoussis, permettait déjà de rejoindre la Porte d'Orléans pour 8h36.
Le 15 novembre 1901, la ligne est électrifiée entre la porte d'Orléans et le pont d'Antony.
La nuit, le train sert à acheminer les produits maraîchers, mais aussi les pavés des carrières de Marcoussis et... le fumier.
En 1927, année record, le trafic marchandises sera de 24399 tonnes, dont 11650 tonnes de légumes verts et 411 de fraises.

En 1922 la ligne fait partie de la Société des Transports en Commun de la Région Parisienne.

A partir de 1925, l'embranchement de Marcoussis reçoit 2 autorails à essence de 32 places.

Malheureusement, le service s'arrêtera le 4 octobre 1936.