※NASA World Wind 1.3 のランドサット衛星画像を使用しています。
総延長 234.0km（営業キロ・時刻表より）
全線開通 1932(昭和 7)年10月 1日
赤色区間：旧石北線建設区間 （新旭川〜遠軽）
橙色区間：旧湧別線建設区間 （遠軽〜北見）
青色区間：旧網走本線建設区間 （北見〜網走）
・略史（旧 網走本線区間）
| 1912(大正元)/10/05 | 野付牛（現 北見）〜美幌〜網走 (53.0km) 開通〔網走線全線開通〕 |
| 1912(大正元)/11/18 | 路線名変更 網走線 → 網走本線 |
・略史（旧 湧別線区間）
| 1912(大正元)/11/18 | 野付牛（現 北見）〜留辺蘂 (22.8km) 開通 〔湧別軽便線として〕 |
| 1914(大正 3)/10/05 | 留辺蘂〜下生田原（現 安国） (29.4km、軌間 762mm) 開通 〔湧別軽便線として〕
路線名変更 湧別軽便線（野付牛〜留辺蘂間のみ）→ 留辺蘂軽便線 |
| 1915(大正 4)/11/01 | 下生田原〜遠軽〜社名淵 (15.8km) 開通 〔湧別軽便線として〕 |
| 1916(大正 4)/11/07 | 改軌 (762mm → 1067mm) 留辺蘂〜遠軽〜社名淵
路線統合 留辺蘂軽便線（野付牛〜留辺蘂）を 湧別軽便線に編入 |
| 1922(大正11)/09/02 | 路線名変更 湧別軽便線 → 湧別線 〔軽便鉄道法廃止に伴うもの〕 |
| 1932(昭和 7)/10/01 | 線区分離 遠軽〜野付牛を石北線に編入 〔石北線全線開通に伴うもの〕 |
・略史（旧 石北線区間）
| 1922(大正11)/11/04 | 新旭川〜愛別 (25.9km) 開通 〔石北線として〕 |
| 1923(大正12)/11/15 | 愛別〜上川 (19.0km) 開通 〔石北線として〕 |
| 1927(昭和 2)/10/10 | 遠軽〜丸瀬布 (18.9km) 開通 〔石北東線として〕
路線名変更 石北線 → 石北西線（新旭川〜上川） 〔石北東線開通に伴うもの〕 |
| 1929(昭和 4)/08/12 | 丸瀬布〜白滝 (19.7km) 開通 〔石北東線として〕 |
| 1929(昭和 4)/11/20 | 上川〜中越（現 上川町） (12.3km) 開通 〔石北西線として〕 |
| 1932(昭和 7)/10/01 | 中越（現 上川町）〜白滝 (25.0km) 開通 〔石北線 全線開通〕
遠軽〜野付牛（湧別線）を石北線に編入 〔石北線全線開通に伴うもの〕 |
・略史（1932/10/01 の全線開通後）
| 1934(昭和 9)/02/05 | 駅名変更 上相ノ内 → 相ノ内 (現 北見市)、相ノ内 → 東相ノ内 (現 北見市) |
| 1942(昭和17)/10/01 | 駅名変更 野付牛 → 北見 |
| 1946(昭和21)/03/01 | 駅名変更 下生田原 → 安国 (現 遠軽町)、上生田原 → 生田原 (現 遠軽町) |
| 1951(昭和26)/07/20 | 駅名変更 奔無加 → 金華 (現 北見市留辺蘂) |
| 1961(昭和36)/04/01 | 路線名変更 網走本線 網走〜北見、石北線 北見〜新旭川 → 石北本線 |
| 1997(平成 9)/04/01 | 駅名変更 相ノ内 → 相内 (現 北見市)、東相ノ内 → 東相内 (現 北見市) |