徐沛线是大屯煤电公司的配套工程，由上海市人民政府投资修建，1970年动工，1976年建成通车。通车后即开行每日早晚两对徐州～沛屯各停列车，由于该线路属大屯煤电自管铁路，开行国铁列车由大屯煤电支付成本费用。

1996年时刻表显示由于徐州站在改造，列车由徐州西站发到，还经停铜山、夹河寨等陇海线车站和乘降所。2009年时刻表显示不再停靠陇海线车站。

由于该列车是非空调列车，票价低，企业难以承担亏损，徐沛线等级低下，存在安全隐患等诸多原因，2012年徐沛小票车停运。沿线群众可乘坐公路客运班线出行。

目前有规划利用徐沛线、丰沛线延长至菏泽的徐菏铁路提升标准并开行动力集中型动车组列车，届时沛县将迎来旅客列车的回归。

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