Sjællandske Jernbaneselskab (SJS) fik ved lov af 19. februar 1861 eneret på anlæg og drift af en bane fra København til Helsingør. SJS valgte at føre banen over Hillerød-Fredensborg i stedet for at bygge sidebaner til disse byer. Nordbanen åbnede på strækningen København-Hellerup-Klampenborg i juli 1863, Hellerup-Lyngby oktober 1863 og Lyngby-Hillerød-Helsingør juni 1864.
Afstanden mellem København og Helsingør var 60 km ad Nordbanen, mens afstanden ad Strandvejen kun var 45 km, og der var derfor ønsker om en direkte jernbane til Helsingør. Jernbanefærgeforbindelsen mellem Helsingør og Helsingborg blev etableret i 1892, hvilket medførte mere konkrete planer om en kystbane. Statsbaner fra Klampenborg over Skodsborg og Rungsted til Helsingør og fra Hellerup til Østerbro blev besluttet i Jernbaneloven af 8. maj 1894. For første gang i dansk lovgivning var det bestemt, at der ved anlægget skulle etableres dobbeltspor, hvilket der blev på strækningerne Klampenborg-Rungsted og Hellerup-Østerbro. Som noget helt nyt blev viadukterne langs Kystbanens strækning fremstillet af cementmørtel armeret med jerntråde, såkaldte monierviadukter. Spor- og signalanlæg var af de mest moderne typer.
I august 1897 åbnede den 43,3 km lange jernbane. Fra Snekkersten til Helsingør fulgte Kystbanen og Nordbanen hinanden. Seks nye stationer blev anlagt på Kystbanens strækning: Østerbro (i dag Østerport), Skodsborg, Vedbæk, Rungsted, Nivå og Humlebæk samt et billetsalgssted i Springforbi. Billetsalgssted i Espergærde åbnede i 1898. Nye holdesteder blev oprettet i Kokkedal (1906) og Ordrup (1924).