Die Dessau-Wörlitzer Eisenbahn-Gesellschaft eröffnete am 22. September 1894 eine Bahnlinie , die vom "Wörlitzer Bahnhof" in Dessau in östlicher Richtung über Oranienbaum nach Wörlitz führte. Diese 19 km lange Strecke wurde am 7. Oktober 1934 um weitere 5 km bis Gohrau-Rehsen verlängert.

Die Betriebsführung lag zunächst in Händen der Bahnbaufirma Vering & Waechter, die sie der Deutschen Eisenbahn-Betriebs-Gesellschaft übergab. Ab 1. April 1905 war für drei Jahre die Centralverwaltung für Secundairbahnen H. Bachstein zuständig. Mit Beginn des Jahres 1920 übernahm die Anhaltische Landes-Eisenbahngemeinschaft den Betrieb. Obwohl die Aktien bei Kriegsende zu 53 % dem Land Anhalt und zu fast 19 % dem Landkreis Dessau-Köthen gehörten, gelangte die Bahn über die Sächsischen Provinzbahnen GmbH am 1. April 1949 zur Deutschen Reichsbahn.

Diese legte den Personenverkehr zunächst im Sommer 1961 zwischen Wörlitz und Gohrau-Rehsen still, dann ab 25 .Mai 1968 auf der gesamten Strecke. Erst am 23. Mai 1982 wurde ein touristischer Verkehr zwischen Dessau und Wörlitz wieder aufgenommen, den seit dem 29. Juni 1997 die Anhaltische Bahn GmbH betreibt. Die Deutsche Bahn hat die Strecke selbst an die Dessauer Verkehrs- und Eisenbahn-GmbH verpachtet.

Die Dessau-Wörlitzer Eisenbahn-Gesellschaft erbaute ferner von Oranienbaum ausgehend eine 11 km lange Kohlenbahn 1897 bis Großmöhlau und 1909 bis Golpa. Diese ging aber bereits 1918 in das Eigentum der Elektrowerke AG Zschornewitz über.