该线原设计有苍山岭、花鼓山、鹄山、坑头及上高五站，因初期运量不大，决定苍山岭及坑头两站缓建。鑒于该线与新余站的管理机制不同，为搞好协调，故在接轨点外1.4公里处增设新花站，以便两线车辆的正常交接。同时设计的还有自上高站往西北延伸至七宝山矿区的铁矿专用线，长6.65公里。花鼓山煤矿洗煤专用线两条，其中一条自花鼓山站第四股道往新余方向引伸1.446公里。

为搞好施工管理，1960年初，江西省人民政府成立上新铁路指挥部。是年4月，新余至花鼓山段15公里全面开工，7月因民工回乡“双抢”而停止。直至次年7月才筹备复工，是时上新铁路指挥部划归南昌铁路局管理。南昌铁路局与新余市联合组成指挥部，于四季度正式复工。至1962年第四季度铺轨完成后通车。

花鼓山至上高段36公里于1968年初开工，初由下放干部作主要劳力，后改用劳改人员，每天出工人数达2000-3000人，1971年底该线土建工程全面完工。开始铺轨之际又汇集着来自铁道兵和修建井冈山铁路民兵的二支队伍参加会战，次年一季度通车运营。 上新铁路在全国路网中虽只是一条很小的支线，但这条关连老区经济建设发展的钢铁线，却多次受到了全国人大财政经济委员会主任委员，中科院工程院士，原铁道部长傅志寰的高度关注，傅志寰曾把上新铁路作为支线改革“试验田”进行探索。1997年元月1日上新管理处成立，实行非法人多经管理体制和“自主经营、自负盈亏，以路养路”的管理模式，这一模式曾先后在全路支线改革中得到过推广。