I slutningen af 1800-tallet opstod tanken om en jernbane langs Nordsjællands kyst og bl.a. klædefabrikken i Hellebæk viste stor interesse. Der skete dog ikke yderligere før 1894, hvor en bane mellem Helsingør og Hornbæk blev optaget på Jernbaneloven af 8. maj 1894, hvorefter aktietegningen kunne påbegyndes. Den 24. marts 1904 blev eneretsbevilingen meddelt og straks herefter gik arbejdet med anlæggelse af banen i gang. Allerede et år efter - den 22. maj 1906 - kunne banen åbne for drift dog uden indvielsesfest af hensyn til den stramme økonomi.
HHB etablerede egen station i den nordlige del af Helsingør kaldet Grønnehave med et forbindelsesspor langs havnen til statsbanestationen. Fra 1908 blev alle HHB tog videreført til en holdeplads på gaden ved Toldboden overfor statsbanestationen. Fra Grønnehave fulgte banen kysten til Marienlyst trinbræt, Sommariva trinbræt (fra 1928), Højstrup trinbræt, Julebæk trinbræt, hellebæk station, Ålsgårde station, Odinshøj trinbræt, Skibstrup, Saunte station, Karinebæk trinbræt (fra 1991) og Hornbæk station.
Til driften indkøbtes et nyt lokomotiv fra Maffei samt to brugte P-maskiner fra DSB. Personvognsmateriellet bestod af fire temmelig usædvanlige bogietagryttervogne med midtgang fra Vulcan og de kun seks godsvogne kom ligeledes fra Vulcan i Maribo. Trafikken oversteg alle forventninger og allerede i 1907 indkøbtes et nyt større lokomotiv fra Henschel samt fire 2-akslede personvogne fra Scandia i Randers.
Banen åbnede med 6 tog i hver retning og driften blev normalt afviklet med kun en togstamme. I ferier og på helligdage var alt materiel dog i brug og både pakvogne og godsvogne blev indrettet til bænkevogne med løst monterede træbænke. De første år havde Hornbækbanen hver år overskud og dette steg under den 1. verdenskrig.
Gilleleje var via Gribskovbanen blevet forbundet med landets jernbanenet allerede i 1896 og efter en ny aktietegning kunne Hornbækbanen den 11. juli 1916 åbne strækningen fra Hornbæk til Gilleleje.

Anden etape af Hornbækbanen udgik fra vestenden af Hornbæk station og herefter fulgte Horneby Sand trinbræt, Kildekrog trinbræt, Dronningmølle station, Firhøj station, Søborg trinbræt, Stæremosen trinbræt (fra 1988) og Østerport trinbræt (senere omdøbt til Gilleleje Øst) frem til Gilleleje station. Da man ikke kunne nå til enighed med Gribskovbanen om en fælles station i Gilleleje endte Hornbækbanen ved Østerport trinbræt og det var først den 16. januar 1918 at en ny fællesstation kunne tages i brug.
Til driften på den forlængede bane indkøbtes to nye damplokomotiver samt 7 godsvogne. Den nye køreplan indeholdt 7 persontog samt et godstog i hver retning samt yderligere to togpar i sommermånederne. Passagertallet var fint men det var økonomien ikke; efter afslutningen af 1. verdenskrig steg underskuddet år for år. Løsningen på banens problemer blev, at Helsingør kommune overtog forpagtningen i 20 år. For at forsøge at sænke udgifterne lejede HHGB i 1923 en dampvogn fra Sentinel og en motorvogn fra DEVA som begge senere blev købt. Dampvognen var for upålidelig og kørte ikke meget før den blev hensat i 1930 mens motorvognen var i drift til begyndelsen af 1970´erne. Banens næste motorvogn fra 1933 var fra Scandia og udstyret med en B&W dieselmotor. I slutningen af 1920´erne lykkedes det at opnå overskud på driften og det holdt i ca. 10 år, hvorefter der igen var røde tal på bundlinien.
Anden verdenskrig gav de fleste danske privatbaner rigeligt at køre med og resulterede i overskud på driften men det var ikke tilfældet med Hornbækbanen, der primært var en udflugtsbane. Da krigen sluttede og et par store godskunder forsvandt, så det igen sort ud. Helsingør og Tikøb kommuner havde i 1943 forlænget forpagtningen med 10 år og i 1947 ankom to nye Scandia-skinnebusser med bivogne, hvorefter den dyre dampdrift kunne minimeres. De berørte kommuner fortsatte løbende med at forlænge forpagtningen af banen hvert 10. år. I 1952 blev Grønnehave station bygget om idet alle spor blev flyttet fra nord til syd for stationsbygningen blandt andet fordi fabrikken Tretorn havde brug for plads til udvidelse. I 1966 kørtes på hverdage 20 tog i hver retning samt en række tilbringer busruter rundt omkring i oplandet. Scandia-skinnebusserne varetog al persontrafik indtil 1970, hvor de første tre Y-tog ankom til banen.
Helsingør Jernbaneklub begyndte i 1971 at køre veterantog på banen på sommersøndage og det har man gjort lige siden, i dag under navnet Nordsjællands Veterantog.
I 1974 overgik hele Hornbækbanens busdrift til det nyoprettede Hovedstadsområdets Trafikselskab (HT) og året efter blev banen en del af det nye zonetakstsystem, der medførte en passagerfremgang på 50% fra 400.000 til 600.000 passagerer årligt.
Den 1. juli 2001 stiftedes Hovedstadens Lokalbaner A/S med trafikselskabet Movia som hovedaktionær. Selskabet bestod af DSB strækningen Lille Nord (Hillerød-Helsingør) samt de 5 privatbaner Hornbækbanen, Gribskovbanen, Frederiksværkbanen, Nærumbanen og Østbanen. Året efter stiftedes selskabet Lokalbanen A/S til at varetage drift og vedligeholdelse af banerne. I 2009 blev Østbanen overflyttet til selskabet Regionstog A/S.
Læs mere om Hornbækbanen efter 2001 som Lokalbanen A/S.
- HHGB damplokomotiver
- HHGB motorlokomotiver
- HHGB person- og rejsegodsvogne
- HHGB godsvogne

Læs mere om Helsingør-Hornbæk-Gilleleje Banen her:
Wikipedia
EVP om HHGB
Danske jernbaner
Lokaltog