Макинская железная дорога строилась во время Первой мировой войны с 1915 году для снабжения победоносно наступавших войск Кавказского фронта на освобождённой территории Западной Армении.
Проект является уникальным для военно-полевых железных дорог сразу по нескольким параметрам: во-первых, необычно большая для такого рода дорог колея шириной 1067 мм, во-вторых, дорога проходила по территории сразу трёх стран: России, Персии и Турции, в-третьих, огромные деньги были потрачены на строительство участка через Диадинский перевал.
Это поддерживает бытующее среди историков мнение, что дорога задумывалась как постоянная и должна была остаться в эксплуатации и после войны - до этого многочисленные попытки России построить железные дороги в Персию (ныне Иран) наталкивались на яростное сопротивление третьих стран (прежде всего Британской Империи).
При строительстве использовалась техника, рельсы, стрелки и другие элементы перешиваемой на широкую колею Вологодско-Архангельской узкоколейной железной дороги.
Первая очередь введена в строй в июле 1915 года, активно строилась в 1916 году. Последний небольшой участок, из тех, что успели достроить, был введён в строй в марте 1917 году.