Som den første privatbane på Fyn og den første sidebane til statsbanen mellem Nyborg og Middelfart, åbnedes Odense-Svendborg banen for drift den 12. juli 1876. Lovhjemmel for banens anlæg blev givet den 23. maj 1873 og koncessionen, der udstedtes den 20. maj 1874, blev overdraget af udvalget for banens anlæg til Det Sydfyenske Jernbaneselskab (SFJ), der stiftedes den 28. maj i Ringe. Selskabets formål blev angivet som følgende: "Selskabets Formaal er at anlægge og drive den i Consession af 20. Maj 1874 omhandlende Jerenbane fra Odense over Kværndrup til Svendborg Havn. Selskabet kan derhos, under forbehold af fornøden Lovhjemmel og Indenrigsministeriets Billigelse, udvide sin Virksomhed ved Anlægget og Driften, dels af andre Jernbaner på Fyen, dels af Dampskibsforbindelser mellem Selskabets Baner og Øerne omkring Fyen eller Udlandet".
At banen blev en privatbane og ikke en statsbane skyldtes, at staten allerede var i fuld gang med at bygge statsbaner rundt omkring i landet og ikke ville/kunne påtage sig yderligere udgifter. Det ville/kunne de gode folk i Svendborg ikke vente på, og derfor blev Odense-Svendborg banen privat. Staten ydede dog et stort tilskud til ekspropriationsudgifterne, ligesom man tegnede sig for et stort beløb i aktier.
I sommeren 1874 blev de nødvendige arealer til banen eksproprieret og herefter kunne arbejdet gå i gang. Jordarbejderne var betydelige - blot til opfyldningen af stationspladsen i Svendborg blev der brugt ca 43.000 kubikmeter jord. Det samlede jordarbejde udgjorde ca 442.000 kubikmeter. I sommeren 1875 ankom de to første damplokomotiver fra Esslingen i Tyskland og de blev straks taget i brug til transport af grus, sveller, skinner og øvrige materialer. I slutningen af 1875 var alle banens bygninger så godt som færdigopført. Efter en lang frostvinter, kunne det første prøvetog befare hele den 46,8 kilometer lange strækning fra Odense til Svendborg den 5. juli 1876.
Den festlige indvielse af Odense-Svendborg banen fandt sted mandag den 10. juli 1876. Kl. 9 afgik et pyntet tog fra Odense med indbudte gæster, og efter en kort frokost i Svendborg, afgik det officielle festtog fra Svendborg kl. 12, med stop ved alle stationer. Om aftenen var der festmiddag i Odense. Dagen efter - den 11. juli - kørtes der særtog for aktionærerne - alle 700. Næste dag - den 12. juli 1876 - åbnede banen endelig for normal drift med 4 tog dagligt i hver retning.

Den oprindelige statsbanestation i Odense lå langs med Vestre Stationsvej og var i 1876 allerede ved at være for lille, så SFJ besluttede at anlægge en selvstændig station længere nede ad Vestre Stationsvej og kaldte den Odense Syd. Et forbindelsesspor mellem de to stationer blev etableret, så SFJs tog kunne rangeres op til en perron ved et blindspor på statsbanestationen. I 1914 blev en ny DSB station taget i brug i Odense, og hovedsporet mod Middelfart omlagt således, at SFJ kunne overtage det nedlagte stationsterræn.
Fra Odense Syd drejede banen mod syd forbi Odense Sukkerfabrik og herefter fulgte Fruens Bøge holdeplads, Hjallese holdeplads, Lindved Fyn trinbræt (fra 1934), Højby station, Årslev station, Pederstrup station, Ringe station, Rudme station, Kværndrup station, Stenstrup station, Stenstrup Sidespor (fra 1928, fra 1949 kaldet Stenstrup Syd), Kirkeby holdeplads (fra 1881, station fra 1908), Sørup holdeplads frem til endestationen i Svendborg.
I 1882 åbnedes banen fra Ringe til Fåborg (RFB). Den var ejet af staten, men bygget og forpagtet af SFJ. I 1897 fik to nye privatbaner forbindelse med Odense-Svendborg banen. Svendborg-Nyborg Banen (SNB) og Ringe-Nyborg Banen (RNB). RNB blev allerede fra åbningen forpagtet af SFJ, mens SNB først blev forpagtet af SFJ fra 1902. Ringe station blev radikalt ombygget ved anlæggelsen af RNB. To nye mellemperroner blev anlagt og forbundet med hovedbygningen via en gangtunnel. Med denne ombygning kunne der ekspederes tog i 4 retninger samtidig.
Odense-Nørre Broby-Fåborg Jernbane (ONFJ) åbnede i 1906 og Svendborg-Fåborg Banen (SFB) i 1916. Også disse to baner blev anlagt og forpagtet af SFJ. Såvel personale som rullende materiel blev anvendt i flæng på de forskellige baner tilsammen kaldet Sydfyenske Jernbaner. I Odense blev der i 1906 opført et stort værkstedsanlæg og en rundremise med 10 pladser. Ved åbningen af SFB i 1916 blev der i Svendborg anlagt en ny mellemperron, der var forbundet med hovedbygningen via en gangtunnel. Remisen blev udvidet og et nyt pakhus opført.

Trafikken og indtægterne steg gradvist, og i 1899 var man oppe på 7 tog dagligt i hver retning. Under 1. verdenskrig steg udgifterne kraftigt, og krigen ophør ændrede ikke på økonomien, for nu dukkede de første automobiler op, og begyndte at gøre indhug på såvel passagerer som gods.
Op gennem 1920´erne steg antallet af rejsende og det samme gjorde mængden af gods. De tre største godskunder var Dalum Papirfabrik, Odense Sukkerfabrik og teglværkerne i Stenstrup. For at holde udgifterne nede, indsatte SFJ i 1926 den første motorvogn, og den blev siden fulgt af flere, men den dyre dampdrift kunne man ikke slippe helt af med. Med nye motorvogne, der var billigere i drift, kunne man på Odense-Svendborg banen fra 1932 køre 10 togpar dagligt. I 1933/34 overtog Sydfyenske Jernbaneselskab næsten alle busruter på Sydfyn og det hjalp kortvarigt på økonomien. Da underskuddet igen voksede, fremkom de første planer om en statsovertagelse af alle baner under Sydfyenske Jernbaneselskab og det blev fastlagt til at finde sted i 1942, hvor forpagtningsaftalerne udløb. Anden verdenskrig kom i vejen og overtagelsen kunne først finde sted den 1. april 1949.

I dag er Odense-Svendborg banen den eneste tilbageværende jernbane af det engang så store jernbanenet under Sydfyenske Jernbaneselskab.

- SFJ damplokomotiver
- SFJ motorlokomotiver
- SFJ person- og rejsegodsvogne
- SFJ godsvogne

Læs mere om Sydfynske Jernbaner her:
Wikipedia
Danske Jernbaner