	SBB-Strecke von Zürich–Thalwil
	Rest der Schleife Zug
38,83	Zug Keilbahnhof	433 m ü. M.
	SBB-Strecke nach Arth-Goldau
	Zug Kopfbahnhof (bis 1897)
	Aabachstrasse (l/r) 99/100 m
39,53	Zug Schutzengel	430 m ü. M.
	Schleife Zug (1897–1990)

41,26	Zug Chollermüli	425 m ü. M.
36.37 41.43	Kollermühle	425 m ü. M.
	SBB-Strecke nach Affoltern a. A.–Zürich
	Gleisdreieck «Sumpfweiche» (bis 1970)
42,43	Cham Alpenblick	422 m ü. M.
	Lorze
43,57	Cham	418 m ü. M.
44,36	Hünenberg Zythus	420 m ü. M.
44,86	Hünenberg Chämleten	422 m ü. M.

	Verbindungskurve nach Immensee (geplant)
	Strecke nach Immensee

48.00	Rotkreuz Rüti geplant	429 m ü. M.
48.50	Güterbahnhof Rotkreuz	429 m ü. M.
49.00	Rotkreuz	429 m ü. M.
	Strecke nach Lenzburg / Othmarsingen

52,82	Gisikon-Root	418 m ü. M.
55.26	Root D4	415 m ü. M.
57.07	Buchrain	420 m ü. M.
58,57	Ebikon	424 m ü. M.

	Nordportal Dreilindentunnel (geplant)
60.64	Rotsee
	Friedental 120 m
	Reuss Luzern 142 m
64.01	SBB-Strecke von Olten
64.01	SBB-Strecke von Bern
64.01 91.82	Fluhmühle	436 m ü. M.
	von Immensee
92.85	Gütsch	440 m ü. M.
	Gütsch 326 m
93.36	Heimbach	438 m ü. M.
93.36	Anschluss Neustadttunnel (geplant)	438 m ü. M.
	Schönheim 199 m
	KLB von Kriens
95.09	Luzern	436 m ü. M.
	Neustadttunnel (geplant)
	Anschluss an ZB

Die Bahnstrecke Zug–Luzern wurde am 1. Juni 1864 von der Zürich-Zug-Luzern-Bahn eröffnet. Zugleich wurde auch die Bahnstrecke Zürich–Zug von der gleichen Gesellschaft eröffnet.

Die Strecke war bei der Kollermühle mit einem Gleisdreieck mit dem Streckenast nach Zürich Altstetten verbunden, so dass bis 1970 auch von Luzern her direkt nach Zürich gefahren werden konnte. Der Bahnhof Zug war bis zur Eröffnung der Bahnstrecke Thalwil–Arth-Goldau ein Kopfbahnhof. Durch die Einführung der Strecke wurde dieser zu einem Keilbahnhof umgebaut und auch die Zuger Schleife eingerichtet. Diese Schleife ermöglichte es bis 1990 von beiden Seiten in den Bahnhof Zug einzufahren.

Die Strecke wurde am 9. Oktober 1922 mit 15 kV 16 ⅔ Hz elektrifiziert.

Die Doppelspur zwischen Zug und Cham konnte am 5. Mai 1990 eröffnet werden. Zwischen der Dienststation Kollermülle und der Abzweigung in die Zuger Schlaufe lagen seit der Eröffnung der Strecke zwei Gleise, diese wurden aber getrennt benutzt, sprich eines Richtung Affoltern am Albis, das andere in Richtung Rotkreuz. Die Züge von Affoltern befuhren bis zu diesem Zeitpunkt immer die Zuger Schlaufe.

Am 29. Mai 1994 konnte die Doppelspurinsel zwischen dem Bahnhof Ebikon und dem Rotsee eröffnet werden. Seit dem 27. September 1995 ist auch die Strecke zwischen den Bahnhöfen Ebikon und Gisikon-Root doppelspurig befahrbar.

Als man die Strecke zwischen Gisikon-Root und Rotkreuz doppelspurig ausbaute, streckte man auch einige Kurven damit die Streckengeschwindigkeit erhöht werden konnte. Dieser Abschnitt kann seit dem 11. Mai 1996 doppelspurig befahren werden.

Die Strecke zwischen Cham und Rotkreuz ist seit dem 14. Dezember 2008 doppelspurig. Davor war nicht einmal der Abschnitt Cham – Hünenberg Zythus eine Doppelspur. Erst südlich von Zythus bis zur Haltestelle Hünenberg Chämleten lag ein zweites Gleis, welches allerdings als Stumpfgleis nur von dort aus an die Strecke angeschlossen war.

Die Entstehungsgeschichte der Bahngesellschaft steht in: Zürich-Zug-Luzern-Bahn

Die Eröffnung der Bahnstrecke Thalwil–Arth-Goldau hatte, bis auf die Neugestaltung im Bereich Bahnhof Zug, für die Strecke selbst keine grossen Auswirkungen, fuhren doch die Züge zwischen Zürich und Luzern auf dem Abschnitt Zug–Luzern weiterhin über diese Strecke. Einzig die Personenzüge in Richtung Gotthard fielen zwischen Kollermühle und Rotkreuz weg. Die meisten Güterzüge von Zürich nach Rotkreuz fuhren weiterhin über das Gleisdreieck. Mit der beschlossenen Verlegung des damaligen Rangierbahnhofes im Zürcher Vorbahnhof nach Zürich Mülligen (nur Schnellgut + Post) und in den Rangierbahnhof Limmattal war klar, dass diese wegfallen würden. Aus diesem Grund legte man am 19. November 1970 den Schenkel des Gleisdreieckes, der Steinhausen mit Cham verband, still und brach ihn in der Folge auch ab. Die Güterzüge fahren jetzt über die Südbahn nach Rotkreuz.

Die Einführungen von zwei S-Bahn-Systemen hatten einige Auswirkungen auf die Strecke. Geringere Auswirkungen hatte 1990 die Einführung der S-Bahn Zürich, als die Zuger Schleife stillgelegt wurde.

Die Einführung der Stadtbahn Zug 2004 hatte hingegen ganz massive Auswirkungen auf die Strecke Zug–Luzern, die eine grundlegende Erneuerung erfuhr, damit der Viertelstunden-Takt zwischen Zug und Baar eingeführt werden konnte. Zudem wurden fünf zusätzliche Haltestellen eingerichtet.

Zwischen dem 1. Oktober 1902 und dem 21. Mai 1966 befand sich bei der Dienststation Kollermühle die Haltestelle Kollermühle. Die heutige Haltestelle Zug Chollermüli, die am 12. Dezember 2004 eröffnet wurde, befindet sich etwa an der gleichen Stelle.

Mit der Inbetriebnahme der Stadtbahn, wurde die Haltestelle als Stumpfgleis angelegt und besass nur an diesem eine Bahnsteigkante. Es konnten hier nur die Züge halten die auch in der Haltestelle wendeten, die Züge Richtung Rotkreuz und weiter mussten ohne Halt durchfahren. Dieser «Fehler» wurde anlässlich des Doppelspur-Ausbau im Jahr 2008 behoben, und auch das bisherige Streckengleis erhielt einen Bahnsteig.

Die Haltestelle Root D4 wurde am 13. Dezember 2002 als Haltestelle Längenbold offiziell eingeweiht. Die Betriebsaufnahme erfolgte per 15. Dezember 2002.^[1] Die Haltestelle wurde nachträglich in Root D4 umbenannt.

Am Pfingstmontag, 30. Mai 1898 wurde eine Gruppe von mit Gleisarbeiten beschäftigten Bahnangestellten der Centralbahn (SCB) am südlichen Ausgang des Gütschtunnels von einem Personenzug der Nordostbahn (NOB) überfahren. Sieben Bahnarbeiter wurden sofort getötet, vier schwer verletzt.^[2]

Am 13. Dezember 1932 stiess der Regionalzug Luzern–Arth-Goldau mit dem internationalen Schnellzug Stuttgart–Zürich–Luzern im Gütschtunnel zusammen. Dabei wurden sechs Menschen getötet und über zehn verletzt. Dieser Unfall bewirkte die schweizweite Einführung der Zugsicherung Integra-Signum.

Am späten Abend des 5. Septembers 2007 entgleiste in Ebikon die Re 446 015, die einen Postzug beförderte. Der Triebfahrzeugführer hatte das Ausfahrsignal, das einem überholenden InterRegio in Fahrtrichtung Luzern galt, auf sich bezogen. Dank der Schutzweiche blieb eine Flankenfahrt zwischen den zwei Zügen aus, und die Lokomotive kam zwischen dem Gleis und einer Friedhofsmauer zum Stehen. Sie musste durch zwei Fahrzeugkrane aufgegleist werden. Die Fahrleitung wurde zu diesem Zweck vorübergehend ausgeschaltet und demontiert.

Am Nachmittag des 11. Juni 2014 entgleisten in Ebikon beim Rangieren drei Güterwagen. Personen kamen dabei nicht zu Schaden; die Bahnlinie blieb bis am Abend des 12. Juni 2014 gesperrt.

Von Anfang an wurde der Betrieb auf der Strecke durch die Schweizerische Nordostbahn (NOB) durchgeführt, welche die Strecke 1882 komplett übernahm. Seit 1902 gehört die Strecke den SBB, welche auch die Betriebsführung übernahmen.

Schienennetz Schweiz, herausgegeben 1980 vom Generalsekretariat SBB, Bern

↑ Schweizer Eisenbahn-Revue 2/2003 Seiten 52+53
↑ Bericht des Bundesrates an die Bundesversammlung über seine Geschäftsführung im Jahre 1889. (PDF; 0.4 MB) Justiz- und Polizeidepartement. In: Schweizerisches Bundesblatt. 1. März 1899, S. 411, abgerufen am 20. November 2013.