El Tramvia Blau es va inaugurar el 29 d’octubre de l’any 1901, un projecte impulsat pel doctor Salvador Andreu per transformar la muntanya del Tibidabo en un espai de lleure per als barcelonins i barcelonines. El tramvia els acostava fins al peu del funicular per així poder completar la pujada fins al cim del Tibidabo. Per aquest motiu, el conegut promotor va crear la Societat Anònima El Tibidabo. 

La construcció de la nova línia va començar el 16 de juny de 1900. El recorregut enllaçava l’avinguda del Tibidabo (a la cantonada amb el passeig de Sant Gervasi), que ja era el final de trajecte d’altres línies urbanes, amb l’estació inferior del funicular. El traçat tenia una longitud total de 1.276 metres i un desnivell de 93 metres. Inicialment, el servei es feia amb quatre cotxes amb capacitat per a 45 passatgers. 

A partir de l’any 1905, amb la inauguració del tramvia de Vallvidrera, el nombre d’usuaris del Tramvia Blau va començar a decréixer. Els costos d’explotació ocasionaven pèrdues considerables, fins al punt que va perillar la seva continuïtat.

El tramvia tenia un ample de via internacional (1.435 mm), pensat per a un possible servei combinat amb la xarxa tramviària urbana. Tanmateix, aquesta opció gairebé mai es va posar en pràctica, llevat d'algun transport esporàdic de mercaderies o de tradicions com la de Carnaval, quan un tramvia baixava engalanat fins a la plaça de Catalunya.

A la pujada, la línia tenia una única via situada a la banda dreta, tocant a la vorera. Disposava de tres apartadors (dos als extrems i un d'intermedi) per permetre l'encreuament dels vehicles que circulaven en direcció contrària. D’aquesta manera, el servei quedava limitat a l’ús de dos vehicles simultanis —un de pujada i un de baixada—, una freqüència suficient per a les necessitats de l’època. El trajecte durava 8 minuts i el bitllet costava 10 cèntims.

Quan l’any 1971 van desaparèixer els tramvies de Barcelona, el Tramvia Blau va quedar com l'únic supervivent. El 1979, la Societat Anònima El Tibidabo el va cedir a la ciutat, i la Comissió Executiva Municipal de l’Ajuntament de Barcelona se'n va fer càrrec. Poc després, el 1981, Transports Metropolitans de Barcelona (TMB) va assumir-ne la responsabilitat, el material mòbil i el manteniment.

La renovació de les vies l'any 1984 i les obres del Segon Cinturó de Ronda (l'actual Ronda de Dalt) el 1990 van afectar el traçat originari. TMB va aprofitar aquesta reestructuració per construir una nova estació transformadora i condicionar tant les vies com les cotxeres. Aquestes millores van permetre reinaugurar la línia el 14 de desembre de 1991, coincidint amb el seu 90è aniversari. Tot i que el seu funcionament es va reduir als caps de setmana i als períodes de vacances, es va convertir en una peça clau de la nostàlgia històrica de Barcelona.

El 23 de maig de 2023, la Generalitat de Catalunya va declarar Bé Cultural d’Interès Nacional (BCIN) trenta elements singulars del patrimoni ferroviari català. Entre aquests hi figuren els tramvies 2, 5, 6, 7, 8 i 10, i la jardinera 129, procedent de la transformació del tramvia núm. 9. Aquesta distinció els identifica com a béns d’un valor patrimonial excepcional i en garanteix la protecció i preservació.