A helyiérdekű vasutakra a főváros 1873. évi egyesítését követően lett szükség, egyre többen voltak ugyanis azok, akik Budapesten dolgoztak, de a környező települések olcsóbb telkein építették fel otthonukat. Kiépítésük az 1880. évi XXXI. törvénycikk alapján azokon a területeken kezdődött meg, amelyeket a vasúti fővonalak elkerültek. A koncessziós részvénytársasági formában épült vonalak üzemeltetését leggyakrabban a Magyar Államvasutak végezte, a 90 éves koncesszió lejárta után a tulajdonjog az államra szállt, de anyagi nehézségek miatt többnyire már előbb államosították őket.
A kivitelezés fő szempontja a takarékosság, a helyi anyagok, eszközök, tőke és munkaerő bevonása, a működtetésé a kis forgalomhoz illeszkedő alacsony költségszint volt. A vasutak normál nyomtávolságú, egyvágányú pályán közlekedtek, a sínpárok számát később kettőre bővítették. A HÉV vonalain a megállók a villamosénál ritkábbak, a sebesség a villamosénál nagyobb volt, de számos szakaszt a villamosok és tehervonatok is használtak. A HÉV eleinte szintben keresztezte a vasútvonalakat, majd hidak épültek, mint például a "százlábú" híd a Keleti vágányai fölött.
Az 1887. augusztus 7-én átadott első, tíz kilométeres vonalat
a lóvasutat is üzemeltető Budapesti Közúti Vaspálya Társaság (BKVT) építtette. A gőzmozdony vontatta szerelvények a közvágóhíd épülete mellől indultak Erzsébetfalván (ma Pesterzsébet) áthaladva Soroksárig, a vonalat még abban az évben meghosszabbították Harasztiig (ma Dunaharaszti), majd 1892-ben Ráckevéig. (A Budapest-Szent-Lőrinci Helyi Érdekű Vasút Rt. már 1887. április 12-én átadta a Ludovika és Pestlőrinc közti keskenyvágányú vonalát, amely hamarosan a villamoshálózat része lett, ezért nem tekinthető klasszikus helyiérdekű üzemnek.)
A következő év júliusában adták át a gödöllői vonal első szakaszát a Keleti pályaudvartól Rákosfalva, Sashalom, Mátyásföld érintésével Cinkotáig, a második vágányt 1900-ig építették ki. A később Kistarcsán át Kerepesig, majd Gödöllőig meghosszabbított vonal mai formájában 1911. november 25-re készült el, a korábbi, Csömörre vezető vonalszakasz pedig szárnyvonallá vált. (Érdekesség, hogy a gödöllői vonalon a mai napig baloldali a közlekedés.) 1888-ban épült ki a szentendrei kapcsolat is, amely akkor a Déli pályaudvarig közlekedett.
A lóvasúttal közös üzemet a BKVT nem tudta sokáig fenntartani, ezért 1889-ben leányvállalatot hozott létre Budapesti Helyiérdekű Vasutak Rt. (BHÉV) néven. A forgalmat gőzmozdonyokkal és személykocsikkal, vasútszerűen bonyolították le. A 8,4 méteres, gőzfűtéses, acetilénvilágításos kocsikban 32 ülőhely volt. A vonatok maximum 30 kilométeres óránkénti sebességgel közlekedtek, érkezésüket harang jelezte, az indítási jelet kürt adta. 1888-ban a vonalak 600 ezer, 1891-ben egymillió, 1895-ben 2,7 millió utast szállítottak, elsősorban kofákat és kirándulókat. A HÉV-vonalakat 1906 és 1912 között villamosították, így megszűntek a mozdonyok fordításával járó gondok.
A három fővonal később a villamoshálózatba beépült vagy megszűnt vonalakkal is kiegészült. Ilyen volt például a Gellért tértől Budafokig vezető vasútvonal, amelyet 1909-ben Nagytétényig, majd 1914-ben Törökbálintig építettek ki. 1900-ban épült ki a nagyiccei szárnyvonal, amely a rákosszentmihályi huroknál fordult vissza, majd 1913-ban ebből ágazott ki a Rákosokon, Újpesten és Angyalföldön át a Nyugati pályaudvarig vezető vonal. A csepeli Weiss Manfréd Művek dolgozóinak szállítására 1912-ben született meg a ráckevei hév Erzsébetfalva-Csepel szárnyvonala.
A ma is üzemelő négy fővonal - a ráckevei, a gödöllői, a szentendrei és a csepeli - a Boráros tér-Csepel vonal 1951. áprilisi átadásával lett teljes. A 2-es metró Örs vezér tér-Deák Ferenc tér közötti szakaszának 1970-es átadása után a gödöllői HÉV végállomása a Keleti pályaudvartól az Örs vezér terére került át, a ráckevei HÉV korábban a Boráros térre került végállomását 1973-ban helyezték vissza a Közvágóhídra. A 2-es metró második szakaszának építésével párhuzamosan a Margit hídig közlekedő szentendrei HÉV új végállomását a Batthyány tér alatt alakították ki.
A HÉV az 1950-es évek elején 93 millió utast szállított évente, két évtized múlva a város környékén kialakuló lakótelepek miatt ez a szám 140 millióra emelkedett. A személyszállítás mellett a helyiérdekű vasútvonalak - egészen 1997-ig - jelentős szerepet játszottak Budapest áruellátásában is.
A BHÉV 1933-ban került a főváros tulajdonába. A HÉV-vonalak irányítását 1952-ben a MÁV vette át, de 1958-ban ismét a fővároshoz, az újjászervezett BHÉV-hez helyezték őket, 1968. január 1-jétől pedig az újonnan létrehozott egységes közlekedési vállalat, a BKV üzemeltette őket. A Fővárosi Közgyűlés 2016 nyarán döntött arról, hogy a HÉV-ágazat kiválik a BKV-ból. Hosszas huzavona és hónapokig tartó kaotikus bizonytalanság után november 1-jén létrejött BHÉV Zrt. a MÁV Csoport része lett, a cég neve később MÁV-HÉV Zrt.-re változott.
Jelenleg öt vonalon - 2011-től a szentendrei H5, a ráckevei H6, a csepeli H7, a gödöllői H8 és a csömöri H9 járatszámozással - közlekednek szerelvények. A pályahálózat hossza 104 kilométer, amelyen
évente 74 millióan utaznak,
a legtöbb utas a szentendrei vonalon ingázik.
A szerelvények átlagéletkora 42 év, de eredetileg 30 évre tervezték őket, a vonalak 40 százaléka Budapest területén húzódik. Hosszabb ideje napirenden van a HÉV-vonalak valódi gyorsvasúttá történő kiépítése és a különböző kötöttpályás közlekedési eszközök összekapcsolása, de az elképzelések még nem alakultak ki véglegesen. Tavaly a nagy olimpiai tervezgetésben felmerült az is, hogy a csepeli HÉV-et - jóval kisebb kapacitású - villamosvonallal váltják fel, ám ez egyelőre lekerült a napirendről.
A HÉV legutóbb azzal a rekorddal került be a hírekbe, hogy az egyik pótlóbuszon
42,6 Celsius-fokot mértek.