I 1896 ble Setesdalsbanen offisielt åpnet. Til tross for sine beskjedne 78 kilometer, var banen svært viktig for Setesdalen, og banen kom til å bety mye for framveksten av industri og næringsliv i området.
Sammen med dampbåtene som trafikkerte Byglandsfjorden, gjorde jernbanen at en reise fra øverst i dalen og ned til Kristiansand var unnagjort på få timer. Tidligere kunne en slik reise ta dager eller uker. Ved åpningen i 1896 var det syv jernbanestasjoner mellom Kristiansand og Byglandsfjord, samt en rekke stoppesteder og holdeplasser. Da Sørlandsbanen åpnet i 1938, var det Grovane stasjon som ble utgangspunktet for Setesdalsbanen.
Grovane ble sporbruddstasjon mellom Sørlandsbanens normalspor (1435 mm) og Setesdalsbanens smalspor (1067 mm). Her måtte gods og passasjerer bytte tog før turen videre opp i dalen eller ned mot Kristiansand. I september 1962 ble Setesdalsbanen nedlagt. Konkurransen med biltransporten
ble for tøff, og det var ikke lenger økonomisk grunnlag for driften. Rivingen av sporet tok til få dager etter at siste tog hadde kjørt. Mesteparten av sporet ble revet fra Byglandsfjord og ned mot Grovane. Men de siste få kilometerne før Grovane ble bevart, og to år senere kjørte det første
museumstoget på Setesdalsbanen, Norges første museumsjernbane.
I museumstiden har deler av det sporet som ble revet blitt gjenoppbygget, slik at i dag kjører Setesdalsbanen en 8 km lange strekning mellom stasjonene på Grovane og Røyknes. Fra å være en ren hobbyklubb, har driften gradvis gått over til å bli et profesjonelt museum. I dag er Setesdalsbanen en av syv avdelinger i Vest-Agder-museet, og har åtte ansatte.
En separat venneforening bidrar med en stor dugnadsinnsats, ikke minst når det gjelder togdrift.
Det blir mange flotte bilder når gjester fra inn- og utland besøker Setesdalsbanen. Noen legger bildene sine ut på nettstedet Flickr til glede for andre.