Der Krebsbach entspringt im Stadtwald vom Bad Rappenau und mündet in der Nähe des Bahnhofs Neckar-bischofsheim Nord in den Schwarzbach. Die Krebsbachtalbahn folgt dem Verlauf des Krebsbachtals von der Mündung bis nach Obergimpern und schwenkt dann in nördlicher Richtung auf die Kraichgauhöhen ab.

Die 17 km lange Strecke wurde 1902 als private Stichbahn eröffnet. Sie zweigt am Bahnhof Neckar-bischofsheim Nord von der Badischen Odenwaldbahn Heidelberg - Würzburg ab, die heute in dem verbliebenen Teilstück von Meckesheim nach Aglasterhausen unter dem Namen Schwarzbachtalbahn (siehe KBS 665.5) in die S-Bahn Rhein-Neckar einbezogen ist.

Die Krebsbachtalbahn war immer wieder wegen mangelnder Rentabilität von der Stilllegung bedroht, und auch die Betriebsgesellschaft wechselte mehrmals. 1939 wurde eine Munitionsfabrik im Wald bei Siegelsbach errichtet, die 1940 einen Anschluss an die Krebsbachtalbahn erhielt. Nach Kriegsende übernahmen die US-Streitkräfte und die Bundeswehr das Gelände, und erst 2010 endete die militärische Nutzung. Vermutlich sicherte dies den Bestand der Strecke.

Von 1982 bis Ende Juli 2009 führte die SWEG mit Dieseltriebwagen den Betrieb auf der Schwarzbach-talbahn und der Krebsbachtalbahn durch. Zum Zeitpunkt der Integration der Schwarzbachtalbahn in die S Bahn Rhein-Neckar  wurde der reguläre Bahnverkehr auf der Krebsbachtalbahn eingestellt, jedoch diente die Bahnlinie noch als Teststrecke für den Mosbacher Lokomotivhersteller Gmeinder, der bis 2012 in Bernau in der Nähe des Bahnhofes Neckarbischofsheim Nord sein Werk II hatte. 2013 übernahm die Erms-Neckar-Bahn Eisenbahninfrastruktur AG die Strecke von der SWEG.

Seit 2010 gibt es von Mai bis Oktober einen Ausflugsverkehr auf der Krebsbachtalbahn mit verschiedenen historischen Dieseltriebwagen und an einzelnen Tagen mit Dampfloks. Die Krebsbachtalbahn ist in den VRN integriert und kann mit normalen Verbundfahrscheinen benutzt werden.