Am 13. Juni 1863 wird die Eisenbahnstrecke Waldshut – Konstanz nach vierjähriger Bauzeit feierlich eingeweiht und am 15. Juni in Betrieb genommen. Die Strecke und damit der Bahnhof Neunkirch gehören auch auf Schweizer Staatsgebiet dem benachbarten Deutschland und werden von einer deutschen Eisenbahn betrieben, als Bestandteil der Hauptstrecke der Grossherzoglich Badischen Eisenbahn von Mannheim nach Konstanz. Ein spannender bahnhistorischer Sonderfall!
Von ihrer Eisenbahn profitieren Bevölkerung und Wirtschaft im ganzen Schaffhauser Klettgau bis heute.
Die Betriebszeit von damals bis heute lässt sich grob in 4 Abschnitte unterteilen:
1. Die Grossherzoglich Badischen Staatseisenbahnen bis nach dem 1. Weltkrieg (bis ca. 1920)
2. Die Deutsche Reichsbahn bis nach dem 2. Weltkrieg (ca. 1920 bis ca. 1950)
3. Die Deutsche Bundesbahn bis nach der Wiedervereinigung Deutschlands (ca. 1950 bis 1994)
4. Die Deutsche Bahn AG (ab 1994)

Im 1. Weltkrieg (1914-1918) verkehrten die Reisezüge nicht mehr über die Grenze und der Bahnverkehr war massiv eingeschränkt; zwischen Erzingen und Thayngen verkehrten zeitweise SBB-Lokomotiven. Im 2. Weltkrieg (1939-1945) wurde der schweizerische Streckenteil durch die Reichsbahn unabhängig vom Reisezugverkehr in Deutschland betrieben. Bei Kriegsende wurde der Betrieb auch in der Schweiz zunächst eingestellt, dann durch die Schweiz treuhänderisch verwaltet aufgenommen, bis die Bahnverwaltung in Deutschland wieder handlungsfähig war.
Trotz Weltkriegen und politischen und organisatorischen Änderungen gilt der im Jahr 1852 zwischen dem Grossherzogtum Baden und der Schweizerischen Eidgenossenschaft abgeschlossene Staatsvertrag zu Bau und Betrieb dieser Eisenbahn über schweizerisches Gebiet bei Basel und durch den Kanton Schaffhausen immer noch, heute zwischen der Bundesrepublik Deutschland und der Schweiz!

Daher wird die Strecke heute durch die Deutsche Bahn AG betrieben, was einige Besonderheiten gegenüber den übrigen Bahnlinien in der Schweiz erklärt. Beispiele dafür sind der Betrieb nach den deutschen Fahrdienstvorschriften mit Rechtsverkehr auf Doppelspur, die deutsche Architektur der Gebäude, der bis zur erst 2013 erfolgten Elektrifizierung sich auch im innerschweizerischen Personenverkehr haltende Dieselbetrieb, der frühere langjährige Parallelverkehr von Bahn und Bus entsprechend vielen deutschen Bahnlinien wie eben auch die weiter betriebenen mechanischen Stellwerke, was in Deutschland noch vielerorts zum Alltag gehört. Die Reisezüge werden von DB Regio und seit 2013 auch von SBB Deutschland gefahren.