Dans le but de créer une liaison directe entre Lausanne et Paris, la société du chemin de fer Jougne – Eclépens (JE) a construit la ligne Daillens – Vallorbe – Jougne qui passe par Pompaples, petit village connu pour être « au Milieu du Monde », puisqu’il se situe exactement sur la ligne de séparation des eaux des bassins du Rhône et du Rhin.
La ligne gagne de la hauteur par un lacet entre Arnex-sur-Orbe et Croy-Romainmôtier puis seprente à flanc de coteaux jusqu’au Day. Là elle franchit l’Orbe par un viaduc qui à l’origine était en poutrelles d’acier et à 60m au-dessus de la rivière. Il sera ultérieurement remplacé par un pont avec une arche en béton et la rivière transformée en lac de retenue à cet endroit.
La première partie de la ligne Daillens – Vallorbe a été mise en service le 1er juillet 1870. Son prolongement Vallorbe – Jougne (puis Jougne – Pontarlier – Frasne par la compagnie française PLM) exactement 5 ans plus tard le 1er juillet 1875. Jusqu’à l’ouverture du tunnel du Mont-d’Or en 1915, les trains devaient effectuer un rebroussement à Vallorbe. La section Vallorbe – Jougne (-Pontarlier) a été mise hors service le 19 avril 1939. Sur une partie du tracé, l’association du Coni-Fer fait circuler des trains à vapeur.
Une année après l’achèvement de la construction, la compagnie JE ayant atteint son objectif, la ligne sera intégrée dans la société du chemin de fer de Suisse Occidentale (SO).