De Noordoosterlocaalspoorweg-Maatschappij (NOLS) is op 8 mei 1899 opgericht te Zwolle. Met ingang van 14 februari 1938 was de NV te Utrecht gevestigd. De NOLS ontstond uit een comité dat door J.Willink te Zwolle was opgericht. Dit comité was in het leven geroepen naar aanleiding van de Wet van 15 juli 1898, Staatsblad 185, waarmee door de Staat der Nederlanden een bedrag van vier miljoen gulden beschikbaar werd gesteld voor de aanleg van een spoorlijn van Zwolle naar Delfzijl met zijtakken naar Almelo en Assen. Op 6 november 1899 kreeg de NOLS de concessie verleend voor deze spoorlijn. De Maatschappij tot Exploitatie van de Staatsspoorwegen (MtEvSS) werd belast met de exploitatie. Behalve voor de lijn Zwolle-Delfzijl kreeg de NOLS op 10 oktober 1908 de concessie voor de aanleg van het Nederlandse gedeelte van de spoorlijn Coevorden-Neuenhaus. Deze lijn werd geëxploiteerd door de Bentheimer Kreis-Bahn A.G. Naar aanleiding van de reorganisatie van de spoorwegen in Nederland werd op 22 maart 1938 de exploitatie-overeenkomst met de MtEvSS beëindigd en werd de spoorweg verkocht aan de NS. De concessie aan de NOLS werd bij Ministerieel Besluit van 19 april 1938 ingetrokken.

Tussen 15 januari 1903 en 1 augustus 1910 werden de achtereenvolgende baanvakken voor het publiek opengesteld: Zwolle-Mariënberg-Gasselternijeveen, Almelo-Mariënberg, Assen-Gasselternijeveen-Stadskanaal, Stadskanaal-Zuidbroek en Zuidbroek-Delfzijl. Tevens werd Coevorden grens-richting Laarwald opengesteld. Zuidbroek-Weiwerd werd met ingang van 1 december 1934 opgeheven. De MtEvSS nam op 1 december 1934 de lijn Weiwerd-Delfzijl over. Op 1 januari en 1 mei 1938 nam de NS de lijnen, met uitzondering van Coevorden- Grens, respectievelijk over in exploitatie en in eigendom.