Die (alte) Verbindungsbahn war von 1850 bis 1878 eine überwiegend eingleisige Eisenbahnstrecke im Osten von Leipzig, die die Kopfbahnhöfe im Norden der Altstadt mit dem Bayrischen Bahnhof verband.
Die 5,0 km lange ebenerdige Trasse zweigte ungefähr in Höhe der gedachten Verlängerung der heutigen Alfred-Kästner-Straße im spitzen Winkel von der Bayerischen Eisenbahn nach Nordosten ab (eine Einfahrt von der Verbindungsbahn in den Bayrischen Bahnhof war also nur durch Rückwärts-Fahren möglich!) und führte in einem großen Bogen östlich um die Leipziger Ostvorstadt. Dabei durchquerte sie das Gebiet der heutigen Tarostraße, führte entlang der heutigen Johannisallee, mit der sie auch die alte Landstraße nach Grimma (heute Prager Straße) am heutigen Ostplatz kreuzte, weiter in nordöstliche Richtung, kreuzte seit 1874 niveaugleich die Eilenburger Eisenbahn, verlief parallel zwischen der heutigen Crusiusstraße (im Westen) und Breitkopfstraße (im Osten), kreuzte niveaugleich die alte Landstraße nach Wurzen (heute Dresdner Straße), auf der seit 1872 die Reudnitzer Straßenbahntrasse liegt, verlief parallel zwischen der heutigen Klasingstraße (im Westen) und Reclamstraße (im Osten) weiter nach Norden, kreuzte die heutige Kohlgartenstraße und führte weiter entlang der heutigen Lutherstraße. An derem Nord-Ende kreuzte1) sie die Dresdner Eisenbahn, die bis 1878 im Zuge der heutigen Eisenbahnstraße verlief. Im weiteren Verlauf verzweigte sie in mehrere Arme, die zunächst zum Magdeburger Bahnhof und zum Dresdner Bahnhof, später auch zum Thüringer Bahnhof führten. Im Jahr 1859 kam ein vierter Arm zum Berliner Bahnhof hinzu, der auf einer Brücke die Parthe überquerte.
Die Verbindungsbahn wurde schon im Jahr 1847 von der Sächsisch-Bayerischen Eisenbahngesellschaft geplant und in der Folgezeit erbaut. Sie wurde am 16. September 1850 zunächst zwischen Bayrischem und Magdeburger Bahnhof in Betrieb genommen. Am 20. Juli 1851 folgte die Eröffnung des Seitenarms zum Dresdner Bahnhof.
Vor allem die starke Zunahme des Eisenbahnverkehrs, aber auch die durch ihre Ebenerdigkeit bedingte Beeinträchtigung des Verkehrs auf den Landstraßen nach Grimma und Wurzen, der Reudnitzer Straßenbahntrasse und der Eilenburger Eisenbahn und schließlich die Verschwenkung der Dresdner Eisenbahn nach Norden führte dazu, dass die (alte) Verbindungsbahn am 20. August 1878 stillgelegt wurde und durch die (neue) Verbindungsbahn auf einer weiter außen und auf Dämmen und Brücken verlegten Trasse ersetzt wurde.