国鉄線の旧清水沢駅と三菱大夕張鉄道の旧大夕張炭山駅間17.2㎞を結んだ地方鉄道線です。大夕張炭鉱の石炭と旅客の輸送が行われていました。
沿線には遠幌、南大夕張、明石町、千年町、大夕張、大夕張炭山の各駅があり、一時は新清水沢、シューパロ湖、農場前などの駅などもありました。車窓から夕張岳やシューパロ湖、三弦橋などが望め、大夕張地区の重要な交通手段となっています。
1973(昭和48)年大夕張炭鉱の閉山に伴い、南大夕張、大夕張炭山間が廃止され、1987(昭和62)年には三菱南大夕張炭鉱の石炭輸送がトラック切替により、大夕張鉄道全線が廃止されました。