Die Konzession für diese Strecke erwarb die Chemin de fer Grand-Central de France (GC) am 25. August 1861 dem gleichen Tag, an dem sie auch für gemeinnützig erklärt wurde. Die Konzession sah vor, von Avignon aus eine Strecke nach Gap zu errichten, die sowohl nach Aix-en-Provence abzweigte als auch eine Eventualkonzession nach Miramas über Salon-de-Provence.[2]
Bei der Bestimmung der Trasse zwischen Avignon und Miramas, die 1849 eröffnet wurde, fiel die Entscheidung zugunsten der Stadt Arles. Cavaillon und Salon gingen leer aus. Erst mit der Antragstellung der erst vier Jahre zuvor gegründeten Bahngesellschaft Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM) auf eine Verbindung nach Gap keimte bei den beiden Gemeinden wieder Hoffnung auf, einen eigenen Bahnanschluss zu bekommen. Seit der Übernahme aller Strecken und Konzessionen von der GC an die PLM am 11. April 1857 bis zur Bestätigung der Konzession für den Streckenabschnitt zwischen Salon und Miramas dauerte es noch bis zum 28. April 1869, dem Tag, an dem die Unterzeichnung der endgültigen Konzession zwischen dem Minister für Landwirtschaft, Handel und öffentliche Arbeiten mit der PLM vollzogen wurde.[3]
Eröffnung der Teilabschnitte
Abschnitt
Länge
1. Gleis
2. Gleis
Avignon–Cavaillon
32,9
29.12.1868
01.03.1903
Cavaillon–Cheval-Blanc
03,5
25.11.1872
26.05.1873
Cheval-Blanc–Miramas
31,1
26.05.1873
01.06.1902
Die Eröffnung der Teilabschnitte erfolgte zunächst nur mit einem Gleis, war aber von Beginn an für ein zweites Gleis konzipiert.[3]