La section Lozanne-Givors fait partie intégrante de la ligne dite de l'Azergues, qui relie Paray Le Monial à Givors. Néanmoins, l'histoire récente ayant fait de cette section une ligne à part, elle sera donc traitée comme telle, le tronçon Paray-Lozanne faisant l'objet d'une page à part. Construite par le P.L.M. (Paris-Lyon-Méditerranée) en plusieurs étapes, cette ligne avait pour but initial de faire contourner l'agglomération lyonnaise aux trains de marchandises venant de l'artère du Bourbonnais (Paris-Clermont Ferrand) et de Paray, et ainsi offrir une alternative à la Ligne Impériale. C'est ainsi que dès son ouverture, en 1906 pour la partie Lozanne-Tassin et en 1910 pour la section sud jusque Givors, la ligne fut établie en double voie. Ce fut la dernière ligne construite par le P.L.M. dans la région lyonnaise.
Quittant Lozanne et la transversale Lyon-Nantes, la ligne entame l'ascension des collines des Monts d'Or. Dès la sortie de la ville, les premiers contreforts des Monts du Beaujolais se dessinent au nord. Une fois parvenue à Civrieux, la ligne décrit une large boucle à 180° pour redescendre vers le sud. Une fois franchis les tunnels de Bramefond (256 m) et de Janzan (450 m), c'est l'arrêt à Dommartin, petit village plus connu pour son viaduc que pour sa desserte ferroviaire. La ligne prend alors une direction nord ouest-sud ouest. Peu après, elle laisse de côté l'ancienne halte de Limonest, puis franchit le tunnel du même nom (966 m). Une fois ce souterrain franchi, elle redescend plein sud le long des collines, dessert les haltes de Dardilly, puis arrive en gare de Tassin, où elle retrouve la ligne Lyon St Paul-L'Arbresle. Elle franchit cette même ligne en sortie de gare, puis continue sa descente vers la vallée du Rhône, tout en rencontrant de nouveaux ouvrages d'art, tel le viaduc de Francheville qui lui permet de franchir l'Yzeron, petit affluent du Rhône. Après avoir desservi Chaponost, puis Brignais, la ligne continue jusqu'à Givors-Canal, où un jeu de raccordements lui permettent de rejoindre la Ligne Impériale, la ligne de la rive droite du Rhône, celle de St Etienne ou le triage de Badan.
De par sa vocation initiale, la ligne n'a jamais connu un trafic voyageur soutenu. Dès l'origine, 3/4 aller-retour seulement couvraient la ligne. D'ailleurs, la section Tassin-Givors, dernière construite dans la région, fut la première à voir disparaître son service voyageurs dès 1932. Le coup de grâce fut porté dans les années 50, avec la mise sous caténaires de la Ligne Impériale et du complexe lyonnais. Dès lors, les trains de marchandises venant de la région parisienne empruntaient la ligne nouvellement électrifiée, délaissant la vallée de l'Azergues. La ligne perdit donc va vocation initiale, faute de trafic, et sombra petit à petit. La section Tassin-Millery fut privée de tout trafic, tombant à l'abandon ; de Millery à Givors, la voie était parfois utilisée pour la desserte de la gravière de Garon, la partie nord vers Lozanne ne voyant plus circuler que quelques mouvements autorails de et vers Lyon St Paul.
Cette situation peu reluisante perdura jusqu'en 1991, date à laquelle le Conseil Régional Rhône-Alpes décida la modernisation du complexe ferroviaire de l'Ouest Lyonnais pour pallier à l'urbanisation grandissante des collines. Ainsi la mesure phare fut la réouverture au trafic voyageur de la partie Tassin-Brignais, avec réappropriation des gares désaffectées depuis 60 ans (halte créée à Alaï, déplacée à Francheville et Chaponost). Elle fut accompagnée d'une remise à niveau de la voie : mise à voie unique de la sortie de Lozanne à Brignais plus ripage de certaines courbes, des gares (rehaussement des quais, installation d'éclairages et d'abris de quai), et de la signalisation : le B.A.P.R. (Block Automatique à Permissivité Restreinte) fut ainsi introduit sur la section Lozanne-Tassin (la section Tassin-Brignais resta quant à elle en cantonnement manuel). En outre, la halte de Dardilly fut déplacée vers le sud et rebaptisée "Dardilly Les Mouilles", et une nouvelle gare fut créée au débouché du tunnel de Limonest : la gare de Dardilly Le Jubin. Elle fut équipée d'un évitement (contrôlé comme le reste de la ligne depuis Tassin), le seul de la ligne, qui permit d'augmenter de façon notoire le débit, et donc le trafic voyageur.
