Die 1974 gegründete Österreichische Gesellschaft für Eisenbahngeschichte (ÖGEG), deren ursprüngliche Vereinsziele die Erhaltung von Dampflokomotiven und die Abwicklung von Sonderfahrten waren, entschloß sich, die Florianerbahn museal zu erhalten. Dieses Vorhaben war umso bemerkenswerter, da es zu dieser Zeit in Mitteleuropa noch keine museal genutzte Bahnstrecke dieser Länge gab. Die ÖGEG konnte auf keine Vorbilder zurückgreifen.
Die erste Aufgabe des Vereins war, den Verkauf der Bahntrasse an Private und damit verbunden die völlige Aufteilung des Bahngrundes zu verhindern. In Gesprächen mit der Stadt Linz und der Gemeinde St.Florian konnte man die Verantwortlichen überzeugen, daß die Trasse im Interesse eines vielleicht später wieder gewünschten Schienenverkehres nicht aufgeteilt wird. Sie wurde vielmehr zu einem Anerkennungspreis an die ÖGEG verpachtet.
Der Wiederinbetriebnahme als Museumsbahn stellten sich allerdings große Hindernisse in den Weg. Die Gemeinde St.Florian beanspruchte etwa die Hälfte des Bahnhofsareals um dort den Gemeindebauhof einzurichten. Das Stationsgebäude und der Güterschuppen wurden ebenfalls für diesen Zweck adaptiert. Die ÖGEG mußte mit der Remise und einem verkleinerten Vorfeld vorlieb nehmen. Die Halbierung des Bahnhofes in seiner Längenausdehnung erforderte eine komplette Neuverlegung der Gleise, was den Charakter der gesamten Anlage entscheidend verändert hat. Diese Arbeiten dauerten bis 1977. Seit der Betriebseinstellung hatte sich auch der Zustand der Strecke stark verschlechtert. Die meisten Straßen- und Wegübergänge waren auf Veranlassung der Gemeinde zuasphaltiert worden und bei Kanalbauarbeiten waren etwa 200 Meter Gleis verschwunden. Neben den diversen Rekonstruktionen mußten die regulären Erhaltungsarbeiten erledigt werden.
Fünf Jahre nach der Einstellung der Bahn konnte wieder ein elektrisch betriebener Zug die Strecke befahren - wenn auch vorerst nur auf einem 1,5 Kilometer langen Teilstück. Im Lauf der Jahre konnte aber Schritt für Schritt die Betriebslänge ausgedehnt werden. Seit 1985 verkehrt die Museumsbahn bis Pichling, und weist damit eine Betriebslänge von 6 Kilometern auf.
Neben der Erhaltung der Strecke hatte sich der Verein auch um die Renovierung der Fahrzeuge zu kümmern. Vom Vorgängerbetrieb wurden 1974 sieben Fahrzeuge übernommen. Dies waren die drei Triebwagen EM1 - 3, die beiden Beiwagen EP4 und EP5 sowie ein Fahrleitungsmontagewagen. Der Beiwagen EP3 wurde 1976 zurückgekauft. Der seit 1969 nicht mehr fahrfähige EM2 wurde zur Ersatzteilgewinnung, und um in der Remise Platz für andere Fahrzeuge zu schaffen zerlegt. Der Wagen EP5, dessen Wagenkasten zwischenzeitlich als Gartenhütte in Verwendung stand, wurde wegen seines schlechten Zustandes abgewrackt. Das Untergestell ist noch vorhanden, dessen Zustand hat sich aber weiter verschlechtert. Der Triebwagen EM3 wurde, nachdem einige unsachgemäße Arbeiten durchgeführt worden waren, fahrunfähig in der Beiwagenhalle abgestellt. Somit stehen der Museumsbahn lediglich drei Fahrzeuge des Vorgängerbetriebes zur Verfügung, (EM1, EP3, EP4). Allerdings gibt es Bemühungen den Triebwagen EM 3 zu reaktivieren.
Neben den "Stammfahrzeugen" wurden zahlreiche Fahrzeuge von anderen Betrieben übernommen. Teilweise sollten sie Bestandteil einer künftigen Sammlung historischer Straßenbahnen sein, teilweise wurden sie als Arbeitsfahrzeuge gebraucht. Es waren unter anderem Fahrzeuge der Linzer ESG, der Stubaitalbahn, der Wiener Straßenbahn, der Straßenbahn Gmunden, vom Kohlenbergbau Fohnsdorf, vom Erzberg und von der ÖBB. Einige Wagen wurden von Seiten der ÖGEG um- bzw. neugebaut. Der bedeutendste Eigenbau war ein auf einem ESG - Fahrgestell aufgebauter Generatorwagen, der über einen Bügel Gleichstrom von 440 V Spannung in die Fahrleitung speiste, da die vorhandenen Quecksilberdampfgleichrichter nicht in Betrieb genommen werden konnten und die OKA inzwischen auch die Spannung der Zuleitung von 25 kV auf 29 kV erhöht hatte. 1981 konnte eine Diodengleichrichteranlage erworben werden, die Museumsbahn wird nun wieder von der OKA mit Elektrizität beliefert.
1988 konnte die Florianerbahn ihr 75jähriges Bestehen feiern, am Jubiläumswochenende wurden über 3000 Fahrgäste transportiert.
Von den 6 km Streckenlänge konnte die ÖGEG auf 5 km die Gleise erneuern, zudem 5 km Speiseleitung installieren und jeden zweiten Holzmasten tauschen.
Die letzte einschneidende Veränderung für die ehemalige Lokalbahn brachte das Jahr 1993, eine tiefgreifende Umstrukturierung wurde beschlossen. Ein neugegründeter Verein (Club Florianerbahn) sollte den Museumsbetrieb aufrechterhalten und die Restaurierung und Pflege der historischen Fahrzeuge übernehmen, während die Infrastruktur ausgegliedert, und einer eigenen Gesellschaft m. b. H. überlassen wurde (Florianerbahn Forschungs- und Errichtungs Ges. m. b. H.).