A partire da dicembre 2008 la ferrovia è integrata nella rete celere del Canton Ticino con la denominazione ufficiale di linea S60: costituisce l'unica tratta di tale sistema non gestita dall'esercente italo-elvetico TiLo, nonché l'unica totalmente in mano a soggetti privati e la terza (insieme alla S20 e - dal 2020 - alla S90) a circolare in solo territorio svizzero.
Il 15 gennaio del 1910 fu fondata a Lugano la Società delle Ferrovie Luganesi S.A., avente lo scopo di costruire ed esercire in concessione una ferrovia che collegasse Lugano a Ponte Tresa, nel Canton Ticino. Essa elaborò un progetto per una linea a binario unico e scartamento ridotto, della lunghezza di poco più di 12km, prevedendo inoltre la costruzione di tre tunnel, due viadotti e alcuni ponti.
I lavori procedettero speditamente e la ferrovia venne inaugurata il 5 giugno 1912 con la dotazione di tre elettromotrici, altrettante rimorchiate e alcuni carri merci per le varie necessità di trasporto e servizio.
Stadler Tramlink in servizio sulla FLP
La linea fungeva da raccordo (seppur indiretto) tra i sistemi di strade ferrate varesotto e ticinese, all'epoca assai capillari: la stazione di Ponte Tresa era sita a pochi metri dal confine di stato, presso il quale sorgeva una stazione tranviaria servita dalle linee per Luino e Ghirla, che a loro volta prevedevano diverse fermate in corrispondenza con le vicine stazioni della rete FS e in particolare col nodo ferroviario di Varese. Sul versante elvetico, la stazione di Lugano FLP, prospiciente il civico scalo centrale, consentiva invece un agevole interscambio con la rete FFS ed era direttamente connessa alla stazione LT, capolinea della relazione per Tesserete.
Negli anni sessanta venne implementata una variante di tracciato, fu aumentata la dotazione di rotabili e l'orario di servizio venne cadenzato.
Con la dismissione delle tranvie urbane del Varesotto e la cessazione della Lugano-Tesserete, il ruolo nodale della FLP si è ridotto al solo interscambio con la rete FFS in quel di Lugano (divenuta come Ponte Tresa stazione di testa)[senzafonte]. La linea ha tuttavia mantenuto una funzione strategica, assolvendo il ruolo di metropolitana leggera al servizio del basso Malcantone[4].
Nel 2002, in coincidenza col 90º anniversario dall'inaugurazione, è stata avviata un'opera di potenziamento dell'infrastruttura: sono state immesse in servizio cinque rimorchiate intermedie a piano ribassato di costruzione Stadler SA (da accoppiarsi a due elettromotrici) e il raddoppio parziale del binario nella tratta Serocca-Bioggio, onde potenziare la cadenza.
Dal 7 agosto 2021 sono entrati in servizio gli elettrotreni Stadler Tramlink[5] che hanno progressivamente sostituito i convogli entrati in servizio a fine anni Settanta, venduti in Madagascar[6].
La linea è operativa quotidianamente dalle ore 05.25 alle 00.10: la cadenza dei convogli per ciascuna direzione è quadrioraria (una coppia di treni ogni 15 minuti) nei giorni feriali e semioraria (una corsa per senso ogni mezz'ora) nei giorni festivi. L'arrivo e la partenza da e per Lugano è sincronizzato con i treni locali da e per Chiasso e Bellinzona che fermano alla stazione centrale luganese, la quale sorge dirimpetto al capolinea della FLP.
Betti Carboncini, op. cit., p. 211 afferma, senza che si possa risalire alla fonte utilizzata, che la ferrovia sarebbe stata elettrificata a 1.000 V cc uniformemente alle altre ferrovie vicinali luganesi.
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