После поражения Российской Империи в Русско-японской войне южная часть острова до 50-й параллели перешла под контроль Японии, которая организовала на своей половине острова губернаторство (префектуру) Карафуто и принялась активно осваивать природные и геологические ресурсы, строя фабрики и шахты, пирсы и рыбацкие посёлки, и т.д.
Чтобы быстро вывозить с Сахалина в Японию добытые ресурсы была необходима инфраструктура доставки грузов в порты для чего в 1921 г. развернулось масштабное строительство узкоколейной железной дороги Маока-Тойохара (Холмск - Южно-Сахалинск) длиной более 80 км, включавшей в себя 15 тоннелей, 35 мостов и множество противолавинных галерей.
В качестве основной рабочей силы использовался труд подневольных корейцев (тако), а на строительных работах было много несчастных случаев. В ноябре 1928 г. железная дорога была полностью готова и по ней стали регулярно двигаться составы.
А летом 1945 г. во время наступательной операции советских войск в Советско-японской войне, Япония потерпела поражение и юг острова перешёл СССР, а железная дорога стала служить советскому народу.
Но потом наступили 1990-е гг., финансирование сократилось, износ конструкций был слишком велик, да и для перешивки под новую колею большая часть этой УЖД не годилась из за слишком узких тоннелей. Так в 1994 г. большой участок ветки от ст. Николайчук до ст. Чапланово был закрыт и заброшен.