渥美半島を縦貫する鉄道として計画され、1921年に渥美電鉄に対し豊橋市大字花田-渥美郡福江町間の軌道敷設特許状が下付され、師団口（のちの高師口） - 三河田原間が1924年中に開業した。豊橋への乗り入れは、市街地であるため土地取得に手間取ったものの、1927年に現在の新豊橋駅まで開業した。
路線は後に黒川原駅まで延伸されたが、資金難から黒川原以西への延長は1934年に断念。渥美電鉄は名古屋鉄道（名鉄）の経営傘下に「まぼろしの」渥美線入った後、1940年に合併され名鉄渥美線となった。
しかし、鉄道敷設法で「愛知県豊橋ヨリ伊良湖岬ニ至ル鉄道」として挙げられ、陸軍技術研究所（伊良湖試砲場）などもあることから国鉄線として建設することになり、黒川原 - 三河福江 - 堀切間が新設線として着工されたが、戦局の悪化から建設は中断。三河田原 - 黒川原間が不要不急路線として休止された。豊橋 - 黒川原間は渥美線を国有化する予定であったが終戦により立ち消えとなった。
未成区間
渥美電鉄による福江延伸案
黒川原駅 - 大久保駅 - 日留輪駅 - 泉駅 - 清田駅 - 福江駅
この他にも途中駅を数駅設ける予定だったと推定される。
鉄道省による堀切延伸案
黒川原駅 - 三河大久保駅 - 三河野田駅 - 馬草駅 - 宇津江駅 - 三河泉駅 - 伊川津駅 - 高木駅 - 三河福江駅 - 三河中山駅 - 三河亀山駅 - 伊良湖岬駅
