På grunn av økende folkemengde og fordi folk bosatte seg stadig lengre unna Oslo sentrum, besluttet Aker kommune at det skulle bygges flere trikkeruter. I 1920 sto valget mellom å bygge en bane til Sognsvann eller en til Østensjøområdet. Valget falt på Østensjø, og linja skulle gå over Helsfyr, Bryn og Nordre Skøyen. Banen skulle bli 5,2 kilometer lang og var beregnet å koste 5,1 millioner kroner. I februar 1922 begynte arbeidet og allerede i desember 1923 var skinnegangen til Bryn ferdig.

Annenhver avgang på linja mellom Homansbyen og Vålerenga ble forlenget til Bryn, noe som var meget populært. Østensjøbanen ble åpnet 10. januar 1926 og trikken, som var malt rød med okergule vinduskarmer, gikk fra Oppsal til Etterstad. Årsaken til at trikken ikke gikk til sentrum var at eieren av skinnene, det vil si Kristiania Sporveisselskab, senere Oslo Sporveier, ikke ville la Østensjøbanen bruke skinnegangen.

For passasjerene var dette lite gunstig. For det første måtte de bytte bane ved Etterstad, og for det andre måtte de betale for to reiser fordi Oslo Sporveier ikke ville gå med på et takstsamarbeid. Dette endret seg på 1930-tallet. I januar 1937 kom den første øst-vest forbindelsen fra Kolsås til Oppsal. For passasjerene førte dette til at de nå kunne reise til sentrum eller enda lengre uten å bytte trikk og uten å betale noe ekstra. Dette førte til at antallet passasjer økte betraktelig.

Etter krigen var det stort behov for opprustning av vognpark og skinnegang. I 1951 vedtok bystyret at Østensjøbanen skulle bli T-bane og at den samtidig skulle forlenges til Bøler og senere til Skullerud. I tillegg ble det fattet vedtak om at det skulle bygges en ny T-bane til Lambertseter.

Arbeidet ble raskt satt i gang og Lambertseterbanen åpnet i april 1957. Strekningen fra Oppsal til Bøler åpnet 20. juli 1958. Antallet passasjerer på Østensjøbanen økte kraftig som følge av utbyggingene på Oppsal og Bøler, og det ble bestemt at trikkelinja fra Skøyen til Etterstad skulle kjøre til Bøler ved behov. Behovet var stort og den 20. august 1961, bare to måneder etter første prøvetur, ble det kjørt til Bøler på alle avganger.

I mai 1966 ble tunnelbanen ferdigstilt og Lambertseterbanen ble lagt om til T-bane. Året etter, nærmere bestemt den 29. oktober, var alt klart for at Østensjøbanen også kunne legges om til T-banenedrift. Fra denne dato tok T-banen over for trikken med endeholdeplass på Bøler.

Beboerne på Skullerud måtte ikke vente lenge før de ble knyttet til linjenettet. Allerede 26. november samme år fikk Østensjøbanen en ny endeholdeplass.

Etter utbyggingen av Mortensrud på 1990-tallet ble det behov for å forlenge linja dit, og i 1998 ble stasjonen på Mortensrud åpnet.