本路線提供火炭穗禾苑、駿洋邨、火炭工業區、禾輋、瀝源、港鐵沙田站、沙田圍往來油塘（鯉魚門道、高俊苑）、藍田（碧雲道、康逸苑、平田）的特快巴士服務，並於指定時段加經觀塘道（九龍灣站及觀塘市中心）（往藍田方向於頭車至中午途經，往沙田方向則於下午至尾車途經，其餘時段則取道觀塘繞道往返），是《2014-2015年度沙田區巴士路線發展計劃》建議的全新路線，於2014年8月4日起投入服務，初時往返沙田站至藍田（平田），以循環線運作。

九巴於2013年推行「北區區域性巴士路線重組」，當中277X線總站由平田縮短至藍田站，過程中並未諮詢觀塘區議會。為平息地區人士對裁撤277X線藍田山上路段的不滿，九巴與受影響選區之議員會晤後，透露正研究擴展80X線之服務範圍，使之變成往返大圍站及藍田的循環線，途經四順、秀茂坪、藍田山及觀塘道（按時段更改途經上述各地的次序）。除能達到上述目的外，此計劃亦能惠及觀塘山上各住宅區乘客，可利用大老山隧道轉車站之轉乘優惠，轉乘其他路線往返沙田、馬鞍山、大埔及北區等地。但有關建議最終被擱置。

其後，九巴及運輸署於2014年在多區引入區域性巴士路線重組，其中在沙田區的部份，鑑於藍田區一直以來並無直達沙田市中心的巴士服務（服務藍田的沙田區路線89D線只以藍田站作總站，而且只前往馬鞍山），居民需於觀塘區轉車，在同年4月提出的「沙田區區域性巴士路線重組」（即《2014-2015年度沙田區巴士路線發展計劃》）內，開辦本路線的建議首次被提出，當時方案為往返沙田站至平田（循環線），服務時間為每日0700-2000，其中1300前開出之班次，往藍田方向過大老山隧道後經觀塘道（南行）前往藍田，而往沙田方向則駛離藍田後取道觀塘繞道（北行）前往大老山隧道返回沙田；1300及以後開出之班次往藍田方向則改經觀塘繞道（南行），回程改經觀塘道（北行）前往大老山隧道返回沙田。其後於同年6月的修訂建議，則修改藍田區內走線，繞經平田巴士總站及藍田（北）巴士總站並於前者設立定時點，以及不途經首輪建議中提及的連德道，並延長服務時間至2200。

於2014年7月，先有消息傳出九巴即將開辦本路線，並已經在電子路線牌控制器載入本路線的資料及安排車長於同月下旬參加路線訓練。縱使「沙田區區域性巴士路線重組」整體方案仍未能於7月8日舉行的沙田區議會交通及運輸委員會會議中獲該會通過，但該會委員並不反對重組計劃中有關開辦本路線之建議，加上觀塘區議會強烈要求的情況下（主要原因是本路線之開辦建議與已擱置的80X線重組建議，同屬配合277X線因「北區區域性巴士路線重組」實施而將觀塘區總站由平田縮短至藍田站之替代方案），本路線最終於2014年8月4日投入服務，成為「沙田區區域性巴士路線重組」中首條開辦的全新路線，為藍田半山居民提供特快往來沙田市中心的直達巴士服務，因本路線在觀塘道只作有限停站，同時亦為沙田市中心居民提供另一條比89X線直接往來九龍灣及觀塘市中心的選擇。

本路線初時服務範圍有限，客量一直偏低，而且當時火炭區並無任何直接往返東九龍的公共交通服務，需於沙田市中心或大圍轉車。為改善客量及擴大服務範圍，九巴及運輸署於《2015-2016年度巴士路線計劃》中建議本路線沙田區總站延長至火炭站，在火炭區內繞經山尾街及桂地街（該處已興建公營房屋項目，已命名為「駿洋邨」），為火炭居民及往來火炭工業區上下班的通勤乘客提供一條往來東九龍的直達路線。同年7月的修訂方案，則建議來回程繞經源禾路，取代原建議的大埔公路（沙田段），為瀝源邨及禾輋邨乘客提供另一特快直達東九龍的選擇。修訂建議最後獲得沿線各區議會通過，於2017年1月23日起實施。

另一方面，為擴大本路線的服務範圍及提升整體載客率，九巴及運輸署於《2016-2017年度巴士路線計劃》中建議進一步延長路線至油塘，在平田後繞經連德道、碧雲道、高超道及鯉魚門道，但觀塘區議會要求改為非循環線服務，以穩定整體服務及班次。另一方面，區議會對於延長走線意見不一，就有關建議引起了各方的爭論。基於以上情況，運輸署於同年6月向區議會遞交文件，擱置有關方案，前後長達四年之久。經九巴、運輸署及相關地區人士多方討論後，適逢上述位於桂地街、曾因新型冠狀病毒肺炎疫情於全球蔓延，而於2020年2月被徵用作隔離中心的的公營房屋項目「駿洋邨」，政府於同年6月26日宣佈停止使用該處作檢疫中心，在清空單位及進行徹底消毒後交還予房委會（後來因同年7月爆發第三波疫情，駿逸樓、駿爾樓及駿山樓仍保留作檢疫中心直至同年12月），其中駿湖樓、駿時樓擬於於同年8月下旬至9月初陸續入伙，運輸署於同年7月以傳閱文件向沙田及觀塘區議會交運會提出本路線延長的修訂方案，正式建議將本路線取消循環運作，兩邊總站延長為駿洋邨至油塘，市區延長路段來回程則取道連德道、碧雲道及高超道，並保留往油塘方向於頭車至中午／往沙田方向則於下午至尾車途經觀塘道之安排。由於觀塘區議會對延長至油塘的走線仍有意見，加上駿洋邨居民陸續入伙，時任沙田區議員麥梓健（穗禾苑選區）因而於同年9月的沙田區議會交運會會議中，建議首先實施本路線火炭總站遷往駿洋邨之安排，建議旋即獲得運輸署接納，於2020年11月7日起實施，方便新入伙的駿洋邨居民直接往返東九龍區。

至於九龍端的總站及走線改動，最終在地區人士討論多時後，運輸署及九巴決定修改相關方案，並納入《2021-2022年度巴士路線計劃》內，修訂後的市區總站仍維持平田，但取消循環運作，依過海隧巴603線相同走線往返平田至油塘一段鯉魚門道，才接回原有走線往返沙田。最終修訂建議獲得沙田及觀塘區議會交運會通過，本路線於2021年9月26日起，取消循環運作，來回程繞經油塘、碧雲道，將九巴大老山隧道轉乘網絡擴展至油塘及藍田半山一帶。

其後，運輸署與九巴在翌年的《2022-2023年度巴士路線計劃》中，因應80M線客量持續偏低，當中近一半乘客乘搭該線作穗禾苑與新田圍之間各站的區內接駁之用，考慮現時81K線已經可以為區內乘客提供服務，建議該線改為星期一至五早晚繁忙時間單向服務，同時建議利用騰空的總站空間，將本路線延長至穗禾苑，為該苑居民提供前往觀塘市中心及接駁大老山隧道轉車站的巴士服務。時任沙田區議員周曉嵐認為，本路線延長後需途經恆常交通擠塞的黃竹洋街，而穗禾苑空間狹窄也限制班次；地區組織「沙田交通關注組」也引述穗禾苑居民不滿本路線班次疏落，且不是全部班次均駛經觀塘道，寧願保留80M線；關注組更進行問卷調查收集753位市民意見，當中僅得21%受訪者支持延長本路線至穗禾苑。周議員和關注組更提出反建議，將85線總站延長至穗禾苑，而非原建議的本路線。運輸署回應指出，80M線與85線同服務中九龍，認為如延長後者，與客量低的80M線的效果相約，而本路線則可將穗禾苑納入大老山隧道轉乘網絡。最終經過兩年的角力，運輸署決定按原建議落實重組方案，於2024年2月18日起實施，本路線當日起延長至穗禾苑，來回程仍停靠駿洋邨巴士總站。 由於該處的交通管制措施，桂地街東行不能右轉山尾街，往穗禾苑方向需在近火炭路的迴旋處掉頭，才可駛入山尾街繼續行程。

本路線首航當日，九巴多名高層，包括車務總監Owen Eckford先生、運輸發展總監施偉廉Mark Savelli先生、企業事務總監陳碧君女士（前明報總編輯，世華網絡營運總裁劉進圖太太）親臨沙田站總站視察，九巴並發出相關新聞稿，在九巴開辦的全新路線當中極為罕有，九巴更派出三輛不屬本路線掛牌車的Enviro500 MMC 12米（ATENU）於當日全日行走。本路線開辦後一個月，其中2輛掛牌車改為Dennis Trident10.6米（ATS），2015年1月全線換入富豪超級奧林比安12米（3ASV），同年5月換入前龍運巴士車隊的Dennis Trident 12米（ATR481-483），再先後改為Wright Explorer車身富豪超級奧林比安（AVW）及Enviro500車身富豪B9TL（AVBE，已撒走）。

2017年2月，本路線派車改為Enviro500 12米（ATE、ATEU，後者曾一度撤走）。2018年12月1日起，其中3輛派車改為低載版富豪B9TL 12米（AVBWU），為首次有歐盟五型引擎巴士作掛牌車。2019年5月，全線重新改派Enviro500 12米（ATEU）行走。2020年1月，第三度加入富豪B9TL 12米（AVBWU）行走，同年5月，全線第三度改派Enviro500 12米（ATEU）行走，一星期後，全線改派Enviro500 MMC 12米（ATENU）行走。2021年9月，因應本路線改為雙向服務，再次加入一輛富豪B9TL 12米（AVBWU）行走。

本路線投入服務後，成為首條及唯一一條取道觀塘繞道（彩虹至觀塘段），以藍田作為目的地（現時更擴展至油塘及藍田半山一帶）的專營巴士路線，也曾是九巴現時所有取道大老山隧道往返的路線中，唯一一條以觀塘區作循環點的路線。本路線全程收費$10.20（現時為$11.20），成為目前沙田往來九龍市區的日間巴士路線當中，全程收費最高的路線。延長路線至火炭後，成為自香港仔專線小巴公司（進智公交前身）營辦的新界專線小巴806M線於2003年2月15日停辦後，火炭工業區一帶再次出現取道大老山隧道往來東九龍區的公共交通服務。

本路線仍為循環運作時，曾經以全程行車里數38.9公里，打破城巴「深西快線」B3M線的38.5公里紀錄，一度成為全港里數最長的循環專營巴士路線，及全港官方行車時間最長的兩條專營巴士路線之一（另一條為九巴10號線），全程行車時間達127分鐘，但隨著本路線總站遷往駿洋邨，行車里數及行車時間分別減至37.3公里及105分鐘，分別被城巴B3M線及九巴10號線再次超前。本路線亦成為現時唯一一條由火炭直達往返九龍東並作總站的專營巴士路線（雖然新巴798線於本路線遷往駿洋邨前約一個月（10月2日）加停位於將軍澳隧道九龍入口的將軍澳隧道轉車站，可直達秀茂坪及藍田康華苑一帶，令該線成為首條由火炭直達東九龍的專營巴士路線，但當時只有往將軍澳方向才停靠，2021年5月1日往沙田方向亦加停該轉車站）。

穗禾苑開（頭車至1210班次），經：
穗禾苑通道，穗禾路，黃竹洋街，桂地街，駿洋邨巴士總站，桂地街，火炭路，源禾路，沙田鄉事會路，沙田車站圍，沙田站巴士總站，沙田車站圍，沙田鄉事會路，沙田圍路，沙瀝公路，大老山公路，大老山隧道，太子道東，觀塘道，隧道，觀塘道，鯉魚門道，高超道，碧雲道，連德道，德田街及安田街。

平田開（頭車至1330班次），經：
安田街，平田街，安田街，藍田(北)巴士總站，德田街，連德道，碧雲道，高超道，鯉魚門道，偉發道，觀塘繞道，大老山隧道，大老山公路，沙瀝公路，沙田圍路，沙田鄉事會路，沙田車站圍，沙田站巴士總站，沙田車站圍，沙田鄉事會路，源禾路，火炭路，桂地街，駿洋邨巴士總站，桂地街，迴旋處，桂地街，山尾街，穗禾路及穗禾苑通道。