1965년 철도건설7개년계획에 ‘부여선’이라는 이름으로 포함된 것이 시초로[2], 이후 1960년대 2차 경제개발 5개년 계획에도 포함된 노선이다. 건설의 목적은 비인공단의 공업품 수송 및 부여지구의 관광 개발로, 노선은 논산역에서 분기하여 부여를 경유한 뒤 서천역에 접속하여, 서천역에서 다시 비인선과 연결할 계획이었다. 계획에 따르면 논산에서 서천까지의 총 연장은 64.0km이지만, 1차 구간으로 논산~부여간 24.0km를 착공한 것이다.[3]
충남선은 1966년 11월 20일에 기공식을 거행하였다.[4] 그러나, 1967년 시점에서 2.6%의 공정률을 보이는 등 건설이 지지부진하였으며[5], 이후에도 차관 도입도 차질을 빚으면서 다른 철도 건설 사업에 재원이 우선 투입되어 1968년 경 건설이 포기되었다.[6] 실제로 충남선은 김종필과 양순직 의원이 정치적인 이해에 의해서 추진한 노선이기도 하였다.[7]
