Banen åpnet som en smalsporet bane fra Oslo Vestbanestasjon til Drammen i 1872. Den ble ombygd til normalspor etter beslutningen om å bygge Sørlandsbanen over Drammen–Kongsberg. Samtidig ble det besluttet å anlegge dobbeltspor mellom Oslo og Sandvika. Dette ble fullført i 1922, og samme år ble elektrisk drift innført mellom Oslo og Brakerøya. Banen ble elektrifisert frem til Drammen da en ny bro over Drammenselva var ferdig i 1930. Dobbeltsporet var ført frem til Asker i 1958.

Av banens opprinnelige stasjoner, tegnet av Georg Andreas Bull, er svært lite bevart. Stasjonsbygningen i Drammen er bevart, men påbygd.

Vestbanestasjonsbygningen er fredet.

Av mellomstasjonsbygningene, som var utført i sveitserstil, eksisterer bare Sandvikas gamle stasjonsbygning fra 1872. Stasjonsfunksjonene ble erstattet av en ny bygning i 1915, men den opprinnelige er bevart og nå i bruk som næringsbygg. Grunnen til endringene av stasjonene var omleggingen til dobbeltspor, som medførte omorganisering av stasjonene og utstrakt nybygging, for det meste i nordisk nybarokk. Stasjonene Skøyen, Lysaker, Sandvika, Slependen og Asker fikk alle nye, moderne stasjonsanlegg i løpet av 1990-årene. Stasjonene Skøyen, Lysaker og Sandvika er bygget ut til firespors stasjoner, mens Asker har seks spor.

I 1962 vedtok Stortinget en plan for forkortelse av Drammensbanen med anlegg av dobbeltspor Asker–Brakerøya og bygging av tunnel gjennom Lieråsen fra Asker til Lier. Liertunnelen var ferdig i 1973 og forkortet banen Oslo–Drammen med 12,6 kilometer. Den opprinnelige traseen Asker–Spikkestad opprettholdes for lokaltrafikk og er gitt navnet Spikkestadbanen.

Etter at Oslotunnelen (Oslo S–Skøyen) ble tatt i bruk i 1980, ble en del av togene kjørt fra Oslo S. Oslo Vestbanestasjon ble nedlagt i 1989.

1. august 2005 ble nytt dobbeltspor mellom Asker og Sandvika tatt i bruk, og i 2011 kom tilsvarende dobbeltspor mellom Lysaker og Sandvika. Begge disse strekningene går hovedsakelig i tunnel og er gitt navnet Askerbanen.

På Drammensbanen ble det høsten 2015 åpnet nye stasjoner på Stabekk og på Høvik der det er bygd vendespor for tog mot øst. Tillatt hastighet på banen varierer mellom 80 og 130 kilometer i timen.

• jernbane