Die "S-Bahn Leipzig" wurde am 12. Juli 1969 in Betrieb genommen. Es war eine Schnellbahnlinie, die neben der Messestadt auch Markkleeberg bediente. Am Haltepunkt Hauptbahnhof erstreckte sich der Streckenabschnitt nordöstlich über Volkmarsdorf, Stötteritz, Connewitz nach Süden zum Markkleeberger Stadtteil Gaschwitz und von dort wieder nach Norden in südwestlicher Richtung über Großzschocher, Plagwitz, Leutzsch und Möckern zum Hauptbahnhof. Das Liniennetz war somit Herzförmig und wurde zu diesem Zeitpunkt von einer Linie, mit Beschilderung als S1 und S2 gekennzeichnet, in beiden Richtungen bedient. Man kann sagen, dass die Geburtsstunde für die S-Bahn Leipzig bereits zur Leipziger Frühjahrsmesse 1968 schlug. Hier wurde ein Pendelverkehr zwischen "Leipzig Hauptbahnhof" und "Leipzig Messegelände" aufgenommen. An den ersten beiden Tagen der Eröffnung (12. und 13. Juli) bot die Deutsche Reichsbahn der DDR kostenlose Fahrten an. Das neue Angebot wurde sehr gut angenommen. Die Haltepunkte der Ringlinie waren: Leipzig Hauptbahnhof, Leipzig Anger-Crottendorf, Leipzig-Sellerhausen, Leipzig-Stötteritz, Leipzig Messegelände, Leipzig Marienbrunn, Leipzig-Connewitz, Markkleeberg, Gaschwitz, Leipzig-Kleinzschocher, Leipzig Schwartzestraße, Leipzig-Plagwitz, Leipzig-Lindenau, Leipzig Industriegebiet-West, Leipzig-Leutzsch, Leipzig-Möckern und Leipzig Coppiplatz.

Später kam eine neue S-Bahn-Linie hinzu. Sie führte am 26. Mai 1974 unter der Bezeichnung "Linie B" nach Wurzen. Dazu gingen auch zwei neue Haltepunkte in Betrieb. In Sellerhausen existierte zwar schon ein Haltepunkt, aber der Neue lag weiter unten, und in Engelsdorf der Haltepunkt "Industriegelände Ost".

In den 1970er Jahren entstand westlich von Leipzig ein neues Wohngebiet und so eröffnete am 25. September 1977 ein Teilstück der neuen S-Bahn-Strecke nach Grünau. Bis 1983 wurde an ihr gebaut und vier neue Haltepunkte eingerichtet. Anfangs gab es hier einen Pendelverkehr zwischen dem Hp. Hermann-Matern-Allee (heute: Grünauer-Allee) und dem Hp. Leipzig-Plagwitz nur für die Bauarbeiter. Im Dezember 1980 ging es weiter bis zum Haltepunkt Wilhelm-Pieck-Allee (heute: Allee-Center) und bis 1983 folgten noch die Haltepunkte Ho-Chi-Minh-Straße (heute: Karlsruher Straße) und Miltitzer Allee. Die neuen Bahnsteige erhielten alle Außenbahnsteige bis auf den Endpunkt der Grünauer S-Bahn-Linie. Hier kam ein Inselbahnsteig zum Einsatz. Fast alle Haltepunkte wurden mit der Zeit umbenannt: Hermann-Matern-Allee zu Grünauer Allee, Wilhelm-Pieck-Allee zu Stuttgarter Allee und zu Allee-Center (auf Wunsch vom Betreiber des Einkaufszentrums) und Ho-Chi-Minh-Straße zu Karlsruher Straße.

Die Linie A (ehemals Linien S1 und S2) verkehrte ab dem Jahr 1984 auf der Route zwischen Grünau über Plagwitz, Leutzsch, Möckern und Hauptbahnhof nach Gaschwitz. Die Linie C bediente den Abschnitt zwischen Grünau bzw. Leipzig-Plagwitz über Großzschocher (Kleinzschocher) und Markkleeberg. Somit wurde die Ringlinie aufgegeben. Die Linie C ist besser bekannt als Waldbahn, da sie größtenteils durch Wälder, so auch dem südlichen Auenwald von Leipzig, rollt.

Mit der Wiedervereinigung Deutschlands gab es auch Veränderungen im S-Bahn-Verkehr. Neben neuen Namen der Haltepunkte waren die drei Linien bisher mit Buchstaben gekennzeichnet, erhielten sie danach Nummern wie folgt: Die Linie A (Ringlinie) wurde zur S1, die Linie B zur S3 und die Linie C zur S2. Mit Eröffnung der Neuen Messe Leipzig im Jahr 1996 schloss die Technische Messe ihre Tore und so wurde auch der Haltepunkt Messegelände in Völkerschlachtdenkmal umbenannt.

Am 19. März 2002 begann der Bau einer neuen Streckenverbindung zwischen den Städten Halle (Sachsen-Anhalt) und Leipzig (Sachsen). Sie führt kommend aus Halle über Dieskau, Gröbers und Schkeuditz nach Leipzig zum Hauptbahnhof. Am 12. Dezember 2004 wurde der neue und ausgebaute Streckenabschnitt in Betrieb genommen. Sie erhielt den Produktnamen "HALLEIPZIG". Zum Einsatz kam die Linie S 10 mit Baureihe 143 und Doppelstockwagen.

Die S-Bahn Leipzig betrieb vom Fahrplanwechsel 2009 bis 29. April 2011 noch zwei S-Bahn-Linien: S 1 Leipzig Hauptbahnhof–Leipzig Miltitzer Allee und S10 Halle HauptbahnhofSchkeuditzLeipzig Hauptbahnhof. Zum Fahrplanwechsel 2009 wurden von der Mitteldeutschen Regiobahn die ehemaligen Linien S 2 Leipzig Hauptbahnhof–Borna–Geithain und S 11 Leipzig Hauptbahnhof–Wurzen–Oschatz übernommen und in MRB 2 und MRB 11 umbenannt. An den Wochenendnächsten fuhr die Deutsche Bahn jedoch mit einigen Fahrten als S 11. Am 29. April 2011 wurde der Abschnitt Leipzig Hauptbahnhof–Leipzig Miltitzer Allee eingestellt und durch die Buslinie 80 der Leipziger Verkehrsbetriebe ersetzt. Zu diesem Zeitpunkt bis zum 14. Dezember 2013 bot die S-Bahn Leipzig nur noch eine Linie an, die S 10 Halle Hauptbahnhof–Schkeuditz–Leipzig Hauptbahnhof. Zum Einsatz kamen auf der S 1 und S 10 die Baureihe 143 mit Doppelstockwagen. Auf der MRB 2 und MRB 11 die Baureihe 650.

       

Mit Inbetriebnahme des City-Tunnels Leipzig und zum Fahrplanwechsel am 15. Dezember 2014 wurde die "S-Bahn Mitteldeutschland" in Betrieb genommen. Dann wird die Schnellbahn mit ihrem 30-Minuten-Takt nicht nur im Raum Leipzig und Halle verkehren, sondern quer durch Sachsen, Teile von Sachsen-Anhalt und dem südlichen Brandenburg. Durch den Bau des "CityTunnel Leipzig" fanden auch eine Reihe von Netzergänzenden Maßnahmen durch die Deutsche Bahn AG statt. So wurden große Teile des mitteldeutschen S-Bahn-Netzes im Raum Leipzig ausgebaut. Durch den Ausbau entstand ein einheitliches Bild und die historischen Bahnhof mit ihren Gusssäulen und Holzdächern verschwanden aus dem Stadtbild. Eine historische Überdachung bliebl jedoch am Bahnhof Leipzig Connewitz erhalten.