Die Dahme-Uckroer Eisenbahn AG wurde am 21. Oktober 1884 gegründet. Am Kapital beteiligten sich die Provinz Brandenburg, die Kreise Luckau und Jüterbog-Luckenwalde sowie die Stadt Dahme; mehr als die Hälfte brachten aber private Geldgeber auf. Zweck des Bahnbaus war es die Stadt Dahme an die Hauptbahn Berlin–Dresden anzuschließen. Dies geschah am Bahnhof Uckro-Luckau, der später Uckro hieß und heute Luckau-Uckro genannt wird.

Die 12,5 km lange Strecke im Niederen Fläming wurde am 31. Juli 1886 eröffnet. Sowohl Personen - als auch Güterverkehr erfüllten aber nicht die anfänglichen Erwartungen der Gesellschaft. So musste ab 15. Mai 1935 ein Kraftomnibus parallel zur Schiene eingesetzt werden, um den Betrieb rentabler zu gestalten. Diesem Ziel diente auch die Entscheidung, die Direktionsarbeiten durch das Landesverkehrsamt Brandenburg - Eisenbahnabteilung der Provinz Mark Brandenburg - in Potsdam erledigen zu lassen.

Im Zweiten Weltkrieg stiegen die Beförderungszahlen an, jedoch musste der Omnibus wegen des Treibstoffmangels ab 1. Mai 1942 entfallen.

Nach Kriegsende wurde die Bahn 1947 den Provinzialbahnen Mark Brandenburg und ab 1. April 1949 der deutschen Reichsbahn unterstellt.