À partir de Puget-Théniers, la voie emprunte la partie la plus récente de son parcours, construite dans les premières années du 20e siècle. La réalisation du chantier s’est étalée sur deux décennies, essentiellement à cause des difficultés budgétaires du gouvernement. Sujet de mécontentement des populations locales à cause de sa lenteur, ce chantier s’est enfin accéléré à partir de 1905. Devant l’impatience générale, le gouvernement a décidé d’ouvrir dès que possible les portions achevées. Cette section a donc été ouverte en trois fois. Une première partie, de Puget-Théniers à Pont de Gueydan, a été inaugurée en 1907. La deuxième, de Pont de Gueydan à Annot, a été ouverte l’année suivante. La partie restante, entre Annot et Saint-André-les-Alpes, a été mise en service en 1911. Les terrassements et ouvrages d’art ont été majoritairement construits par l’entreprise Orizet.