Auf dem ersten 6,51 km langen Teilstück der „Doberan- Heiligendammer-Eisenbahn“ begann der Bahnbetrieb am 9. Juli 1886. Zuerst galt die Schmalspurstrecke als Dampfstraßenbahn, wurde aber später als Kleinbahn eingestuft. Die Züge fuhren nur zwischen dem 1. Mai und bis zum 30. September. Am 13. März übernahm das „Großherzogtum Mecklenburg-Schwerin“ die Schmalspurbahn. 1908 beschloss die „Großherzoglich Mecklenburgische Friedrich-Franz-Eisenbahn“ den Bahnverkehr bis zum Ostseebad Arendsee (heute Kühlungsborn West) zu verlängern. Die Eröffnung der Verlängerung fand am 12. Mai 1910 statt. Bei den Bauarbeiten verlegte man den Bahnhof Heiligendamm um 200 Meter nach Süden und baute ein Ausweichgleis, damit sich im Bahnhof Züge kreuzen konnten. Zu diesem Zeitpunkt begann auch der Güterverkehr auf der Schmalspurstrecke. Am 1. April 1920 übernahm die Deutsche Reichbahn die Schmalspurbahn. Arendsee wurde zusammen mit den Gemeinden Brunshaupten und Fulgen 1938 zum Ostseebad Kühlungsborn zusammengeschlossen. Der Güterverkehr wurde am 1. Mai 1969 eingestellt. Am 27. Februar 1997 übernahm die „Mecklenburgische Bäderbahn Molli“ die gesamten Bahnanlagen. Heiligendamm wurde durch den G-8-Gipfel 2007 in Heiligendamm weltweit bekannt. In der Hochsaison im Sommer fahren die dampfgetriebenen Schmalspurzüge täglich im Stundentakt. In Heiligendamm begegnen sie sich immer zur vollen Stunde.