В 1954 году было начато масштабное освоение целинных и залежных земель в Казахской ССР и ряде прилегающих к ней областей. Советом Министров СССР было принято Постановление о строительстве железнодорожных линий в регионе, проектирование большинства из которых было возложено на «Ленгипротранс».
В рамках этого институт разработал проект железной дороги Кустанай (ныне Костанай) — Урицкое — Пески — Володарское — Кокчетав (ныне Кокшетау). Дорога проектировалась как узкоколейная. На проектно-изыскательские работы отводились сжатые сроки.
В конце 1954 года были проведены предварительные и окончательные изыскания на конечных участках трассы: Кустанай — Урицкое (142 км) и Володарское — Кокчетав (114 км). В том же году было начато их строительство.
Весной 1955 года оба участка прошли утверждение Министерства путей сообщения (МПС). С мая по июнь 1955 года проведены дополнительные изыскания на отдельных участках линии Кустанай — Урицкое для снижение руководящего уклона с 9% до 6%.
В августе 1955 года на участках было открыто временное движение, что позволило доставить сельскохозяйственную технику к началу сбора урожая.
На центральных участках трассы Урицкое — Пески (84 км) и Пески — Володарское (90 км) в конце 1954 года были проведены предварительные изыскания. С мая по октябрь 1955 года осуществлялись окончательные изыскания.
В августе 1955 года Советом Министров СССР было принято решение о строительстве на этих участках железной дороги широкой колеи. В связи с этим в кротчайшие сроки были подготовлены новые рабочие чертежи. В ноябре 1955 года проект прошел утверждение МПС. Обе линии были достроены и сданы в эксплуатацию.
Впоследствии вся линия вошла в западную часть Среднесибирской магистрали. Строительство участков Кустанай — Урицкое и Володарское — Кокчетав затянулось, они были достроены только в 1970-х годах с переустройством на широкую колею.
