大利根鉄道の前身の1つである江戸川鉄道は、千葉県流山のみりん醸造家が発起人となり、取引のあった近傍のもち米農家や、県営鉄道に不満を持った野田の醤油醸造組合を巻き込み開業した、松戸～野田町間の路線である。金融業で財を成した東京川崎財閥は、この路線を利用して宇都宮への遠距離輸送を実現しようと、江戸川鉄道に出資して野田町から茨城県の岩井まで延伸し「総野鉄道」に社名を改めるが、金融恐慌の余波ですぐさま撤退してしまい、拡大を果たせぬまま盲腸線として終戦を迎える。
江戸期に栄えた鬼怒川水運を代替するため、早くも19世紀末期から多くの鉄道計画が競願され、常総鉄道(初代)が免許を勝ち取るも、不況により一時は頓挫した。その後、東京の実業家により設立された常総鉄道(2代)が1913(大正2)年に全通を果たし、砂利輸送の旺盛に伴って事業を拡大する。他方、絹や石材の輸送を目的に1918(大正7)年に開業した筑波鉄道は、浅野財閥の介入のもと東京延伸を試みるも、水海道で力尽きる。線路が結ばれた両線は貨物輸送で提携し、やがて訪れる戦時統制下で統合する。
戦後、京成電鉄は陸軍演習線の跡地に新京成電鉄を開通させると、松戸で接続する総野鉄道も傘下に収めた。また、1960・70年代に京成電鉄第5代社長を務めた川崎千春は、郷里の茨城で積極的に観光開発を推し進めるとともに、常総筑波鉄道を子会社化する。川崎の執念は東京から水戸への高速鉄道敷設構想に行き着き、総野鉄道と常総筑波鉄道を合併して「大利根鉄道」とし、松戸～筑波間が一本の線路で結ばれた。ところが、拙速な事業拡大によって京成は経営危機に陥り、大利根鉄道の行く末も危ぶまれた。
大利根鉄道の引き取り手に名乗りを上げたのは、筑波万博の庶務を一手に担うこととなった茨城県だった。県はローカル線を維持するとともに、万博会場と学園都市を貫く新線を開通させ、近代化した「大利根急行」を生み出した。また、筑波に研究機関を移転した国は、東京都への補償と研究学園都市への輸送手段確保を兼ねて「新都市連絡鉄道開発公団」を設立し、利根急線に接続する形で秋葉原～松戸間を開業した。新進気鋭の都市間鉄道として事業を軌道に乗せる一方、地方の赤字線区は廃止に追い込まれた。
21世紀とともに幕を開けた聖域なき構造改革の波は、大利根急行にも押し寄せた。国が持分を所有していた「公団」は2003(平成15)年に民営化され、承継した大利根急行は名実ともに東京進出を果たす。その利根急の筆頭株主である茨城県も、行政改革の一環として2007(平成19)年に株式を手放し、株式公開に踏み切ることとなる。上場後は沿線開発事業や蓄電池特急電車の導入に乗り出すなど、新たなステークホルダーによる圧力に揺さぶられながらも、着実に施策を打ち出していく。