Ligne référencée 558 000 et 505 000 sur la nomenclature du Réseau Ferré National.
Châteaudun- Courtalain: 18,4 km,
Courtalain-Arrou: 3,1 km,
Arrou-Nogent-le-Rotrou: 40,6 km, soit au total 62,1 km.
Gares : Châteaudun, St Denis-les-Ponts, Langey, Courtalain, Arrou (PK 137+806 de Paris-Montparnasse par Brou, ligne encore circulée par les TER Centre-Val de Loire), La Chapelle-Royale, la Bazoche-Gouet (point culminant de la ligne à une altitude de 195 m), Authon-du-Perche, Coudray-au-Perche, Souancé-au-Perche, Nogent-St Lazare puis Nogent-le-Rotrou qui se situe sur la grande artère Paris-Montparnasse-Le Mans puis Nantes, Rennes, Brest, Quimper, le Croisic. Cette dernière est circulée par les TER Centre-Val de Loire et Ouigo classiques.
La ligne complète allait de Patay à Nogent-le-Rotrou (PK 148+113 de Paris-Montparnasse), via Châteaudun, Courtalain et Arrou. A la fin du 19e siècle, des trains directs faisaient le trajet Orléans-Chartres par Patay, Châteaudun, Courtalain, Arrou, Brou, Illiers-Combray. Le trajet durait entre 4 et 5 heures!
Ligne à une voie normale unique, non électrifiée, ouverte au trafic dans sa totalité le 1er mai 1887. Fermée aux marchandises par troncons entre 1944 et 1959.
Démontée en 1943 sur demande de l'armée allemande. Avant la guerre, elle se terminait à la gare de Nogent-le-Rotrou, mais le pont de poutrelles métalliques construit sur l'Huisne en 1885 fut bombardé en juin et juillet 1944. Il n'a jamais été reconstruit. La ligne s'arrêtait donc à Nogent-Saint-Lazare qui se trouve au 16, rue Henri Dunant. On trouve encore des photos de ce petit bâtiment.
La ligne a été entièrement déposée, mais on voit encore clairement les anciennes infrastructures, ici ou là: Ponts, gares, PN., talus ou déblais. Elle a été déclassée en 1995.
A Châteaudun, quittant la voie principale de Tours à 500 mètres au sud de la gare, la voie vers Courtalain partait dans un grand virage sur la droite résolument vers l'Ouest, suivant le même tracé que la R.N. 10, passant devant la station Total. Elle franchit la commune de St Denis-les-Ponts.
A la sortie sud-ouest de Châteaudun, la ligne passait sur une butte, évitant ainsi les P.N. Ici, ce qui reste d'un pont-rail, D 111.4:
Une belle maison de P.N. derrière le Centre Leclerc. Sur cette portion de lignes les bâtiments et infrastructures sont en bon état, repris par des particuliers:

Lieu-dit les Roncettes:
Puis une maison de P.N. en haut de St Denis-les-Ponts:

P.N. au lieu-dit la Folie:
La gare de Langey, lieu-dit le Rameau, D 128:

La maison de PN à Andillou:
Lieu-dit La Basilière, sur la D 126:
Avant Saint Pellerin, sur la D 363.18:
Le dernier P.N. avant la gare de Courtalain-Saint Pellerin, route de le Poislay:
A Courtalain, vous vous demandez où était l'embranchement de cette ligne avec la ligne Brou-Droué? Au sortir de la gare vers le sud, la voie encore existante décrit une longue courbe vers la droite. La bifurcation était au tout début de ce grand virage, et partait vers la gauche plein est, longeant St Pellerin.
La gare de Courtalain, côté voies, puis côté parking voitures. Sur la première photo, la destination de Droué/Montoubleau est sur la droite:

La ligne était commune à celle de Chartres sur 2 km. La gare d'Arrou, plus très fraiche (photo 2023):
La ligne partait vers la gauche au niveau de la Zone Industrielle. Au lieu-dit la Grange:

PN 7 au lieu-dit Les Fromat:
Sur la D 365.1 lieu-dit la Grande Forêt:
Un peu plus loin, cote 170:
P.N. 8 au hameau du Boucher:
Le P.N. au hameau de la Charpenterie,
Le P.N. d'entrée de Chapelle Royale, sur la D 921:
La gare de Chapelle-Royale, superbement réhabilitée, qui est utilisée comme bureaux pour l'entreprise voisine. La très belle lampisterie en briques a été conservée:

Sur la D 30, le P.N. de sortie de Chapelle Royale, route de Villevillon:
P.N. d'entrée à la Bazoche-Gouet:
La gare de la Bazoche-Gouet, superbe (photo de 2010):

P.N. (17 ?) de sortie à la Bazoche-Gouet, route de Nogent-le-Rotrou::
Sur la commune de Charbonnières, une maison de PN sur la D 9:
Le PN, transformé, lieu-dit la Marjeunière:
Les gares étaient souvent construites suivant le même plan: Deux niveaux, 3 fenêtres de chaque côté en haut et 3 grandes portes en bas, ce qui en faisait un beau bâtiment.
La gare d'Authon-du-Perche a été fortement endommagée par le bombardement allié du 6 juin 1944. Elle n'existe plus.
La maison de P.N. n° 27 à Authon-du-Perche:


Un beau pont-rail non loin de Coudray-au-Perche:
La gare de Coudray-au-Perche:
La gare de Souancé-au-Perche n'existe plus...
Deux maisonnettes de P.N. à St Jean-Pierre-Fixte:


Le P.N. d'entrée de Nogent-le-Rotrou, lieu-dit la Trélaudière:
La gare de Nogent-le-Rotrou (2e photo), sur la grande artère Paris-Brest, a été fortement bombardée à 11 reprises lors de la dernière guerre, en particulier les 2, 6, 8 et 16 juillet 1944. Elle était terminus de cette ligne provenant d'Arrou.
Après le 16 juillet 44, le P.N. dans Nogent-le-Rotrou, rue St Lazare était le terminus de la ligne quand les trains ne pouvaient pas aller jusqu'à la gare principale (1e photo). C'était donc la "gare St Lazare", en face le café Billard:

