Vì lý do quân sự và thương mại nên khoảng năm 1840, chính phủ Áo muốn xây 1 tuyến đường sắt nối giao thông giữa Wien với thành phố cảng Trieste và tới Milano (Ý). Năm 1842, tuyến đường sắt từ Wien tới Gloggnitz được khai trương. Từ 1844-1846, thiết lập tuyến đường từ Mürzzuschlag tới Maribor xuyên qua Graz. Đoạn đường còn thiếu giữa Gloggnitz và Mürzzuschlag bắt buộc phải đi qua đèo Semmering, vùng có địa thế cao và khó khăn.

Người ta nhờ kỹ sư người Venice (Ý) là Carl Ritter von Ghega thiết kế và đảm nhận việc thi công tuyến đường này. Ông ta đã lợi dụng địa thế nhiều khúc cong và sử dụng các cầu cạn (viaduct), và các đường hầm. Việc xây dựng kéo dài 6 năm từ năm 1848 tới 1854, sử dụng khoảng 20.000 công nhân. Đoạn đường sắt này có chiều dài tổng cộng 41 km, xuyên qua khoảng chênh lệch độ cao là 460 m với 14 đường hầm (trong đó đường hầm chính dài 1.431 m), 16 cầu cạn (trong đó nhiều cầu trên 2 mặt bằng), hơn 100 cầu cong xây bằng đá cùng 11 cầu nhỏ bằng sắt. 60% chiều dài của tuyến đường này có độ dốc từ 20-25‰ và hầu như toàn bộ tuyến đường đều cong, trong đó 16% có bán kính cong (ở chỗ quẹo) là 190 m. Các tường chống đỡ dọc tuyến đường và các nhà ga phần lớn được xây bằng đá (đào ra khi làm đường hầm).

Việc xây dựng tuyến đường sắt này đã sử dụng 1 kỹ thuật đặc biệt tân tiến. Người ta đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu mới và sử dụng các dụng cụ hiện đại. Người ta cũng phải chế ra 1 đầu máy kéo hoàn toàn mới gọi là đầu máy Engerth do Wilhelm von Engerth thiết kế, để có thể leo được độ dốc cao. Toa nhiên liệu được đặt ngay trong đầu máy để sức nặng của nhiên liệu và nước đè lên các bánh xe, khiến cho bánh xe bám chắc hơn vào đường sắt.

Khi cuộc Thế chiến nhứ nhất nổ ra, tuyến đường sắt này đã ngưng không được sử dụng và còn được giữ y nguyên.