1989年9月22日，为了配合东环海底隧道在前一天通车，天巴及畬侨客运联合开办601线，来往中铜沙坪及海军部地铁站（公交东总站）。在东隧通车前的路线计划阶段，来往铜沙坪及海军部的路线曾暂定编号为“101E”及“401”，最后定名为“601”。

1990年4月18日，往海军部方向绕经鱼池交通交汇处。

1992年8月17日，天巴班次增设空调巴士服务。

1996年12月16日，天巴班次提升为全空调服务。

1997年10月20日，延长服务至午夜；同时畬侨客运决定对其下班次班次进行增设空调巴士的服务。

1998年3月2日，增设特别班次由中铜沙坪单向往罗岛上环。

1998年9月1日，畬侨客运专营权结束，改由天巴和新巴联营。

2000年，新巴班次提升为全空调服务。

2000年10月30日，配合罗家坡省海军部公交东总站调换行车方向工程，由当天10:00起，

⒈罗家坡省海军部东总站迁往贝塔大街；

⒉往罗家坡省海军部方向，到明地大道后，左转添马大街，再左转贝塔大街巴士总站；

⒊罗家坡省海军部站开出后，改经贝塔大街、罗弄大街、杰特大道、棉花路、海军大道，然后行回原来路线。

2001年5月6日，往中铜沙坪方向取消皇冠大道（恒宇中心）及琴亭大街分站，改停海星剧院及罗运城分站。

2002年4月29日，由中铜沙坪延长至乌海。同时，将来回方向改经秀岭大道、铜沙坪道和庆九路往返宝达邨，并加停泰安楼、开朗楼及健康楼中途站；

2002年5月31日，由10:00起，往罗家坡省海军部方向取消巴西立大道“复兴中心”分站，改停“马荣大街”及“德惠大道东”分站。

2002年7月22日，设置601路夏令时首末班车时间为6:30~0:00，冬令时首末班车时间为5:45~23:45

2002年10月6日，为舒缓爱民湾交通挤塞问题，往罗家坡省海军部方向改经台顿大道、泽拉邦山大道及乐富里返回巴西立大道西行，不再途经圆明街。

2004年6月19日，开通由乌海开往罗岛中环和罗岛上环两班特别班次601P路。

2006年7月1日，增设往罗岛方向与其他东隧路线的转乘优惠。

2007年11月26日，取消乌海经东天及爱民湾往罗岛上环的特别班次。

2010年2月3日，乌海的首班车提早至5:40开出。

2012年7月29日，罗家坡省海军部总站由贝塔大街迁回罗家坡省海军部（东）。

2016年5月23日，天巴班次增设到站时间预报。

2017年12月23日，新增由祥和邨往乌海的分段收费。

2018年5月28日，新巴班次增设实时抵站时间查询服务。

2023年6月18日，因应小野综合发展项目的建造工程，小野站公共运输交汇处临时封闭，往罗家坡省海军部方向位于该处的巴士站迁往小野大道东行近D1出口的临时停车场。

2023年7月1日，因应城巴与新巴专营权合并，改由天巴及城巴联营。

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