Il tronco Grandate-Saronno fu costruito dalla società ferroviaria milanese allo scopo di rendere più rapidi i collegamenti ferroviari tra Como a Milano, sostituendo l'allora esistente tranvia a vapore Como-Fino Mornasco-Saronno. La nuova linea fu aperta il 1º giugno 1898[3].
Dal 1927 al 1930 fu attivato il raddoppio del binario nel tratto da Saronno a Como Camerlata; il 15 maggio 1937 fu attivata l'elettrificazione.
La linea Grandate-Malnate fu soppressa il 31 luglio 1966[4] e successivamente disarmata. Da quel momento, la Como-Grandate non fu più utilizzata per il traffico proveniente o destinato alla linea per Varese e Laveno.
Dopo quest'ultima località, la linea affronta una curva stretta, al termine della quale si può tuttora notare il vecchio tracciato proveniente da Malnate, appartenente alla dismessa ferrovia Como-Varese. La stazione di Grandate, ha due binari per il servizio viaggiatori e due utilizzati per il ricovero di mezzi della manutenzione.
Dopo quest'ultima stazione e dopo qualche chilometro, si supera un passaggio a livello e si giunge a Como Camerlata dove termina la tratta a doppio binario ed inizia quella a singolo. Da qui inizia la discesa verso Como: la linea costeggia per un breve tratto la via Napoleona, superato un ponte di 10 archi sul torrente Fiume Aperto si attraversa un'area densamente popolata della città di Como e dopo aver superato il torrente Cosia, si raggiunge la stazione di Como Borghi.
Dopo questa stazione la linea attraversa a raso la città comasca, e dopo aver superato quattro passaggi a livello entra nella stazione capolinea Como Nord Lago (situata sul lungolago), dotata di quattro binari per il servizio viaggiatori e di un binario per il ricovero dei treni.
Il servizio passeggeri regionale lungo la linea è stato affidato a Trenord sulla base del Contratto di Servizio che la stessa ha stipulato, quando ancora si chiamava Trenitalia LeNord (TLN), con la Regione Lombardia nel 2009.
Negli orari di punta esistono inoltre dei treni RegioExpress, che fermano solo nelle stazioni all'interno di Milano, a Saronno, Lomazzo e Grandate e nelle stazioni poste sul territorio di Como.
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