Das erste deutsche Seebad war Heiligendamm und wurde 1793 gegründet. Aber erst mit dem Bau der Eisenbahnstrecke von Wismar nach Rostock 1883 wurde die Anreise zum Seebad wesentlich erleichtert. Ab Bad Doberan konnte man mit einem Fuhrwerk über eine Chaussee nach Heiligendamm gelangen. Durch den stetig steigenden Bäderverkehr konnten die Fuhrwerke die steigenden Transportleitungen nicht mehr bewerkstelligen. Am 19. Juni 1886 erteilte der Großherzog von Mecklenburg die Konzession zum Bau einer schmalspurigen Dampfstraßenbahn in 900 mm Spurweite von Bad Doberan nach Heiligendamm an die „Doberan- Heiligendammer-Eisenbahn“ (DHE). Durch einen Vertrag zwischen der Stadt Doberan und der Baufirma Lenz begannen die ersten Baumaßnahmen schon am 25. Mai 1886 im Stadtgebiet. Bereits am 7. Juli 1886 war die offizielle Einweihung der Strecke nach Heiligendamm. Der reguläre Bahnbetrieb begann zwei Tage später. Am 1. März 1890 wurde die DHE verstaatlicht und wurde von der „Großherzoglich Mecklenburgische Friedrich-Franz-Eisenbahn“ verwaltet. Die Bahn verkehrte damals nur in der Zeit von Mai bis September. Am 18. Dezember 1908 entschied der Schweriner Landtag den Bau einer Streckenverlängerung nach Arendsee (seit 1938 Ostseebad Kühlungsborn). Am 12. Mai 1910 konnte die Strecke in Betrieb genommen werden. Das Empfangsgebäude entstand 1911/12. Der öffentliche Güterverkehr auf der Gesamtstrecke wurde aufgenommen und die Züge fuhren jetzt ganzjährig. 1910 wurden im Bahnhof Kühlungsborn West die Lokbehandlungsanlagen und ein zweiständiger Lokschuppen fertiggestellt. 1915 entstand ein Wagenschuppen. 1920 ging die DHE in den Besitz der Reichsbahn über. 1927 wurden die Empfangsgebäude in Brunshaupten (Kühlungsborn Ost) und Arendsee (Kühlungsborn West) in Betrieb genommen werden. Nach dem Zweiten Weltkrieg bis 1969 fuhren die Güterzüge nur noch nachts. 1974 wurde die gesamte Strecke zum Technikdenkmal erklärt. Am 27. Februar 1997 übernahm die neu gegründete „Mecklenburgische Bäderbahn Molli“ den Betrieb.