El billete ordinario costaba 1,50 pesetas cuando la línea 31 empezó a circular el 19 de diciembre de 1957. Diez años después, con 6,9 kilómetros de recorrido entre ida y vuelta, transportó 18,4 millones de viajeros y fue la línea más utilizada de EMT.
El 22 de junio de 1996, la ruta se prolongó hasta el intercambiador de Aluche dentro de la reordenación de líneas de EMT en Latina aprobada por el Consorcio Regional de Transportes de Madrid (CRTM). La ampliación sumó 3,750 kilómetros y llevó a la línea a adoptar el nombre Plaza Mayor-Aluche. Hacia Aluche, desde Higueras seguía por Alhambra y Duquesa de Parcent; después tomaba Los Yébenes, Illescas, Camarena y Ocaña hasta el intercambiador. En sentido Plaza Mayor, volvía por Camarena y Los Yébenes, continuaba por Duquesa de Parcent y Alhambra y recuperaba el trazado habitual en Higueras.
En 2025, la 31 ocupó el décimo puesto entre las líneas con más demanda, con más de 5,9 millones de viajeros. Antes, en febrero de 1968, había ampliado su recorrido al barrio del Lucero por Huerta de Castañeda, Higueras y Luis Pando; en 1971 empezó a utilizar autobuses articulados, que siguieron en la ruta hasta 1976.
Los ramales permitían ofrecer recorridos distintos desde una misma línea principal, una fórmula habitual en la red de aquella época. El servicio entre Plaza Mayor y Puerta del Ángel se incorporó en octubre de 1959 y luego se prolongó hasta el paseo de Extremadura, antes de desaparecer en 1971. En 1965 se habilitó un servicio festivo hasta Virgen del Puerto, ampliado semanas después a la calle Mármol bajo el nombre Plaza Mayor-Virgen del Puerto.
La EMT relata la historia de la línea en su blog 'Nos mueve Madrid'.
