Die Idee, Eisenbahnen in Schleswig-Holstein zu bauen, folgte der Erfahrung mittelalterlicher Kaufleute, die den Handel zwischen Nord- und Ostsee besorgten: sie vermieden die Gefahren um Kattegat und Skagerrak mit einem Umweg von 450 km und suchten Wasserwege durch Schleswig-Holstein, z.B. von Lauenburg nach Lübeck, eine etwa 14–tägige, oder später über den Eiderkanal, eine etwa 10-tägige Reise.

In England gab es ab 1825 öffentlichen Eisenbahnverkehr und so kamen 1830 englische Unternehmer nach Glückstadt mit dem Vorschlag, eine Bahnlinie von hier zur Ostseeküste zu bauen. Damit wollten sie die Transportzeit auf dem Wasser deutlich unterbieten.

Nach langer Diskussion genehmigte der Dänische König als damaliger Landesherr nur eine Bahnlinie zwischen den Hafenstädten Altona und Kiel mit einer Stichbahn von Elmshorn nach Glückstadt. Die Bahnen wurden unter englischer Leitung gebaut und 1844/45 in Betrieb genommen.
1857 wurde die Strecke von Glückstadt bis Itzehoe, 1878 bis Weddinghusen und 1887 bis Hvidding-Grenze verlängert.

Das Unternehmen behielt seinen Sitz in Glückstadt und nannte sich nun „Schleswig-Holsteinische Marschbahngesellschaft“. Im Sprachgebrauch wurde daraus die „Marschbahn“. Dieser Name blieb auch nach Übernahme durch die Preußische Staatsbahn 1889 bis heute erhalten.

Die Züge fuhren von Altona nach Bramminge an der Strecke nach Esbjerg.

1867 wurde Schleswig – Holstein preußische Provinz. 1890 mußte die GEEG ihren Betrieb gegen eine angemessene Entschädigung der Preußischen Staatsbahn übereignen. Die Strecke wurde nun zu einer bedeutenden Bahn erklärt, ab 1900 begann die Planung des zweigleisigen Ausbaus.
Nach dem Ersten Weltkrieg verlor die Marschbahn ihren in Dänemark liegenden Streckenteil zur Schiffsverbindung nach Sylt. Deshalb wurde 1927 eine leistungsfähige und schnelle Verbindung über den Hindenburgdamm in Betrieb genommen.

Damit hat die Marschbahn ihre heutige Form und Bedeutung erhalten.

Einen ganz großartigen Eindruck von der Marschbahn bekommt man auf der Seite von Ulrich Budde (Die Bundesbahnzeit), in den Galerien  „Mit der 012 nach Westerland“ und „Diesel Paradies Schleswig-Holstein“.