Este proyecto turístico ferroviario surge de la iniciativa de las autoridades del Ferrocarril General Belgrano.
En noviembre de 1971, decidieron llevar a cabo un viaje experimental con la participación de funcionarios y periodistas.
El 16 de julio de 1972 marca el inicio oficial de los viajes turísticos, una tradición que perduró durante 18 años hasta la privatización de los ferrocarriles estatales.
Desde 1991 hasta 2014, el «Tren a las Nubes» estuvo bajo la gestión de capitales privados salteños.
En julio de 2014, el gobernador Juan Manuel Urtubey optó por la creación de la sociedad estatal «Tren a las Nubes».
Según el periodista Luis Borelli, el nombre del tren tiene sus raíces en un filme realizado por dos tucumanos en la década del ’60, que cubría el tramo Salta – Socompa.
En una escena memorable, al llegar al Viaducto La Polvorilla, la máquina liberó vapor lateral que, debido a la baja temperatura, creó una imagen impactante suspendida en el aire por unos momentos.
El trabajo fue ofrecido al Ferrocarril y luego cedido al periodista Emilio Petcoff del Diario Clarín, quien desarrolló el guión del documental.
Petcoff, fascinado por el espectáculo del vapor abrazando la máquina en La Polvorilla, tituló el trabajo «Tren a las Nubes».
Posteriormente, Ferrocarriles Argentinos adoptó este nombre para el único proyecto turístico ferroviario del país en ese momento, que recorría 217 km del Ramal C14.