Kolejkę zaczęto budować w 1893 roku dzięki inicjatywie lokalnych właścicieli ziemskich, którzy założyli spółkę o nazwie Wyrzyskie Kolejki Powiatowe. Głównym celem kolejki miała być obsługa cukrowni w Nakle i Nieżychowie oraz okolicznych majątków ziemskich. Początkowo składała się z dwóch tras: Białośliwie - Nieżychowo - Łobżenica - Witosław oraz Dębowo - Nakło - Suchary. W 1901 roku obie trasy zostały połączone. W 1902 roku Wyrzyskie Koleje Powiatowe miały sieć o długości wraz z bocznicami 167,5 km. Posiadały 11 lokomotyw, 7 wagonów osobowych i 387 wagonów towarowych. Rozstaw szyn kolejki wynosił 600 mm.
W styczniu 1920 roku Wyrzyska Kolejka Powiatowa przeszła pod polską administrację. W latach 20-tych XX wieku zlikwidowano cukrownię w Nieżychowie oraz niektóre odcinki torów, budując w zamian inne. W latach 30-tych przeniesiono warsztaty z Łobżenicy do Białośliwia, gdzie powstała nowa hala wagonowni i stolarnia.
Podczas II wojny światowej kolejka znalazła się pod zarządem niemieckim. Przeprowadzono wówczas infrastruktury kolejki. W kwietniu 1944 roku połączono zarządy WKP i Bydgoskiej Kolei Powiatowej. Na początku 1945 roku Niemcy wywieźli całą dokumentację techniczną, większość maszyn i urządzeń z warsztatów oraz pojazdy mechaniczne.
Regularne połączenia wznowiono na przełomie lutego i marca 1945 roku na trasie Białośliwie - Wysoka - Łobżenica oraz Łobżenica - Nakło, a od sierpnia do Witosławia. Od 1947 roku WKP uruchomiła połączenia autobusowe z Wyrzyska do Piły i Bydgoszczy. W 1949 roku Wyrzyska Kolejka Powiatowa została przejęta przez PKP i i po połączeniu z Bydgoskimi Kolejami Powiatowymi funkcjonowała jako Bydgosko-Wyrzyskie Koleje Dojazdowe, a od 1957 roku pod nazwą Bydgoskie Koleje Dojazdowe. Sieć kolejki obejmowała wówczas 256 km z trzema głównymi lokomotywowniami w Białośliwiu, Nakle i Koronowie. Na trasach kolejki kursowały 24 parowozy, 3 wagony motorowe, 41 wagonów osobowych, 20 bagażowych i 573 towarowe różnych typów. Od końca lat 50-tych XX wieku rozpoczął się spadek przewozów pasażerskich, choć przewozy towarowe nadal rosły.
W październiku 1969 roku zlikwidowano przewozy na trasie Bydgoszcz - Koronowo, a potem rozebrano tory aż do Morzewca. W latach 70-tych rozpoczęto próby modernizacji infrastruktury kolejki i przygotowania do zmiany rozstawu torów na 750 mm, które jednak nigdy nie zostały zrealizowane. W 1977 roku wprowadzono do eksploatacji spalinowe lokomotywy typu L30H, oznaczone serią Lyd2, które zastąpiły parowozy. Lata 80-te XX wieku czas upadku kolejki. Ostatni pociąg osobowy z Białośliwia do Wysokiej odjechał 16 stycznia 1988 roku, a ostatni pociąg z Nakła do Kasprowa 26 marca 1990 roku. Ruch towarowy utrzymał się do końca 1993 roku.

Po wstrzymaniu ruchu torowiska szybko niszczały, a częściowo zostały rozebrane i rozkradzione. Część taboru kolejki przekazano Żnińskiej Kolei Powiatowej, która wówczas była jeszcze mieniem PKP pod nazwą Żnińska Kolej Dojazdowa oraz powstałej w 1996 roku Myślęcińskiej Kolei Parkowej w Bydgoszczy. Część wagonów zezłomowano, a około 70 wagonów znalazło się pod opieką Wojewódzkiego Konserwatora Zabytków w Pile. W 2001 roku, powstało Towarzystwo Wyrzyska Kolej Powiatowa (TWKP) w Białośliwiu, które objęło opieką kolejkę i rozpoczęło starania na rzecz reaktywacji kolejki. W 2003 roku prace były zakłócane przez złodziei, którzy w sumie rozkradli około 370 metrów torowiska. Odbudowę części torowiska ukończono w 2005 roku. W 2008 roku zaplecze kolejki zostało wpisane do rejestru zabytków. W końcu, w kwietniu 2009 roku PKP przekazało majątek dawnej WKP starostwu pilskiemu. Dzięki staraniom TWKP, w 2019 roku wyremontowano i uruchomiono parowóz LOWA 26004, prod. VEB Lokomotivbau Karl Marx, Babelsberg z 1951 roku  (fot.)  (fot.)  (fot.)  (fot.).

Obecnie infrastrukturą zarządza Towarzystwo Wyrzyska Kolejka Powiatowa, a właścicielem kolejki jest Powiat Pilski. Wyrzyska Kolej Powiatowa ma rozstaw szyn 600 mm, a jej główna stacja znajduje się w Białośliwiu  (fot.), gdzie zlokalizowane są również lokomotywownia  (fot.)  (fot.), wagonownia  (fot.)  (fot.), główne warsztaty i administracja. Stacja w Białośliwiu stanowi punkt styczny z koleją normalnotorową. Stacja ta jest nietypowa, gdyż jest położona na trzech poziomach: poziom zero to poziom lokomotywowni i torów szlakowych, poziom +1 mieści wagonownię i stolarnię, a poziom -1 to miejsce ewentualnego przeładunku z wagonów normalnotorowych na wąskotorowe. Oficjalna nazwa kolejki jest nieco myląca, bowiem pociągi kolejki nigdy nie docierały do miasta Wyrzysk. Jednak w chwili powstawania kolejki tereny te leżały w powiecie wyrzyskim i taka historyczna nazwa utrzymuje się dziś.
Oprócz wspomnianego parowozu LOWA, w skład taboru kolejki wchodzą również lokomotywy spalinowe typu Ld1 i Lyd2  (fot.)  (fot.)  (fot.), wagony osobowe: sprawne letniaki Kh 102, K 103, K 104  (fot.), wagony towarowe: węglarka dwuosiowa z 1928 roku, i inny tabor  (fot.)  (fot.): wagony brankardy z 1894 i 1900 roku, platformy, wagon pocztowo-techniczny, sprawna drezyna motorowa Wmc017 z 1969 roku.

Aktualnie trasa Wyrzyskiej Kolejki Powiatowej prowadzi z Białośliwia przez Kocik Młyn do stacji Pobórka Wielka i ma 6,2 km  (fot.)  (fot.). Czasem trasa wydłużana jest do Nieżychowa. Każdego roku w Białośliwiu odbywa się Zlot Miłośników Kolejek Wąskotorowych, a istnieje także możliwość zamówienia specjalnych przewozów. Przewozy turystyczne prowadzone są w sezonie letnim.
W czerwcu 2025 roku Wyrzyska Kolejka Powiatowa hucznie obchodziła 130-lecie istnienia. Z tej okazji zorganizowano wielką paradę parowozów, a jej uczestnikami były również parowozy z Czech i Niemiec  (fot.)  (fot.)  (fot.)  (fot.)  (fot.)  (fot.). Galerie zdjęć z tej imprezy można zobaczyć tutaj i tutaj.
Aktualne informacje o funkcjonowaniu kolejki można znaleźć na oficjalnym fanpagu Towarzystwa Wyrzyska Kolejka Powiatowa na FB: link.