Linia Wrocław Psie Pole - Trzebnica wchodziła w skład Kolei Prawego Brzegu Odry (Rechte - Oder - Ufer Eisenbahn, ROU). Plany budowy linii powstały już w latach 1883-1884. Wówczas planowano poprowadzić ją z Oleśnicy, dalej przez Trzebnicę do Żmigrodu lub Prusic, ze względu na lokalizację kopalni węgla brunatnego. W roku 1884 proponowano, aby trasa linii przebiegała z Wrocławia Psiego Pola do Trzebnicy, a następnie przez Uraz, Wołów, Ścinawę, w kierunku Szczecina. Celem zaś takiego projektu miało być uniezależnienie się od Kolei Górnośląskiej (Oberschlesische Eisenbahn, OSE). Powyższego planu jednak nie udało się zrealizować, gdyż na drodze stanęło wcześniejsze otrzymanie koncesji na budowę przez Kolej Wrocławsko-Świebodzicką (Breslau - Freiburger Eisenbahn, BrFr). Dzięki staraniom Trzebnicy i Prusic od roku 1878 podjęto prace nad projektem przebiegu i później budowy linii o znaczeniu lokalnym. Trasa miała przebiegać z Wrocławia przez Trzebnicę do Prusic, ale ostatecznie zadecydowano o tym, iż Trzebnica pozostanie stacją końcową. Linię wybudowano w 1886 roku, z państwowych środków finansowych. Otwarcie było dwuetapowe - do listopada 1886 roku otwarto odcinek Wrocław Psie Pole (Breslau Hundsfeld) - Brochocin (Gros Totschen) o długości 15,6 km, a pierwszy pociąg wjechał na dworzec w Trzebnicy (Trebnitz) dnia 1 grudnia 1886 roku. Ostatecznie przebieg trasy przedstawiał się następująco:

• Wrocław Psie Pole (Breslau Hundsfeld)
  
• Wrocław Zakrzów (Sacrau)
  
• Wrocław Pawłowice (Pawelwitz)
  
• Pasikurowice (Paschkelwitz)
  
• Siedlec Trzebnicki (Sedlitz)
  
• Brochocin Trzebnicki (Gros Totschen)
  
• Trzebnica (Trebnitz)

W latach 70. przewozy kolejowe drastycznie malały, a w tym okresie prędkość handlowa na tym odcinku wynosiła 20 km/h. W latach 80. przeprowadzono częściowy remont linii podwyższając równocześnie prędkość handlową do 50 km/h dla pociągów pasażerskich i 45 km/h dla składów mieszanych. W latach 1984-1988 kursowało do Trzebnicy do siedmiu par pociągów na dobę, w tym jeden prowadzony podwójną trakcją lokomotyw SP45. Od roku 1988 jednak regres przewozów na linii był już znaczny - w latach 1990-91 kursowały już tylko dwie pary pociągów pasażerskich na dobę, w tym jeden pasażersko-towarowy. Ostatecznie linię zamknięto dla ruchu pasażerskiego w czerwcu 1991, pociągi towarowe zawieszono w 1999 roku, ostatni pociąg PKP pojawił się na linii w 2002 roku. Od tego momentu linia dzierżawiona była przez Dolnośląskie Koleje Regionalne Sp. z o.o., które organizowały przejazdy okolicznościowe własnym taborem i planowały wznowienie ruchu pasażerskiego na tej linii. W roku 2006 PKP wypowiedziało umowę z DKR i postanowiło zlikwidować linię. Ostatni, pożegnalny przejazd DKR miał miejsce 7 października 2006. Tymczasem po długich rozmowach linia została przejęta 11 października 2007 przez zarząd województwa dolnośląskiego. Samorząd podjął się jej remontu i 20 września 2009 roku reaktywowano przewozy pasażerskie.