Rørosbanen ble utbygd etappevis i flere deler. Den første, Hamar-Grundsetbanen åpnet allerede i 1862, samme år som Kongsvingerbanen, og i 1864 åpnet Trondhjem-Størenbanen. Selve Rørosbanen ble bygget i årene 1869-77, i følgende deler: Grundset-Aamotbanen i 1871, Rena-Støren i 1877. Rørosbanen ble bygget som smalsporet (1067 mm) bane, som var normen i Norge på denne tiden, og ombygget til normalspor (1435 mm) i perioden mellom 1917 og 1941.