亀山駅 - 多気駅間は､最も早く開業した区間である｡関西鉄道が津支線として1891年に亀山駅 - 津駅間を開業させ､これを延伸する形で参宮鉄道が1893年に津駅 - 相可口駅（現在の多気駅） - 宮川駅間を開業させた｡両社は1907年に国有化され亀山駅 - 多気駅間は参宮線の一部となった^[103]｡

多気駅 - 三木里駅間は紀勢東線として開業した^[103]｡尾鷲駅までは戦前の1934年に開業した^[104]が､三木里駅まで開業したのは戦後の1958年である^[105]｡

新宮駅 - 串本駅間は紀勢中線として開業した｡うち､新宮駅 - 紀伊勝浦駅間は地元産木材を大型船で台湾方面へ輸送するため､新宮から大型船が入港可能な勝浦に運ぶ目的で^[106]新宮鉄道（初代社長は津田長四郎）が1912年から1913年にかけて開業させたものを1934年に国有化したものである^[104]｡

新鹿駅 - 新宮駅間､串本駅 - 和歌山駅 - 紀和駅間は紀勢西線として開業した^[103]｡1940年に串本駅 - 江住駅間と紀伊木本駅（現在の熊野市駅） - 新宮駅間が開業し､紀勢中線を編入して紀伊木本駅 - 和歌山駅（現在の紀和駅）間が紀勢西線となった^[104]｡戦後の1956年には新鹿駅 - 紀伊木本駅間が開業した^[105]｡

1959年に三木里駅 - 新鹿駅間が開業し､紀勢本線が全通した｡この時､参宮線の亀山駅 - 多気駅間を編入し､亀山駅 - 和歌山駅（現在の紀和駅）間が紀勢本線となった^[105]｡1972年には和歌山線の紀和駅 - 和歌山市駅間が編入され現在の区間となった^[107]｡