Ursprünglich zweigleisig als Teil der Hauptstrecke Köln – Gießen trassiert wird die gesamte "Hellertalbahn" inzwischen auf voller Länge nur noch eingleisig betrieben, der zweite Schienenstrang wurde größtenteils abgebaut. Zwischen Betzdorf und dem ehemaligen Abzweig Grünebach wird das Parallelgleis nun von den Zügen der Westerwaldbahn des Kreises Altenkirchen GmbH (WEBA) nach Daaden benutzt.

Bis November 1995 letztes Einsatzgebiet der Siegener Schienenbusse, erhielten danach Triebwagen der BR 628/928 (Limburg) Einzug, die wiederum im September 1999 durch die GTW 2/6 der HellertalBahn GmbH ersetzt wurden.

Inzwischen haben sich die Unternehmen des DB-Konzerns ganz von der Hellertalbahn zurückgezogen. Anfang Oktober 2000 übernahm die Siegener Kreisbahn GmbH (heute: KSW Kreisbahn Siegen-Wittgenstein GmbH) den Güterverkehr zwischen Betzdorf und Würgendorf.

Personenverkehr

Es kommen durchweg GTW 2/6 der HellertalBahn zum Einsatz, in Sonderfällen (selten) auch 628/928 der WEBA. Zu den Stoßzeiten werden vereinzelt auch Züge aus Doppeltraktionen GTW 2/6 gebildet. Im Fahrplanjahr 2008 waren dies die Züge:

• 82011 an W(Sa) Betzdorf – Herdorf
• 82049 an Sa(S) Betzdorf – Neunkirchen
• 82019 an S Betzdorf – Neunkirchen
• 82048 an W(Sa)+S Betzdorf – Neunkirchen
• 82044 an Sa(S) Neunkirchen – Betzdorf

Von Juni 2001 bis August 2002 wurden die Haltepunkte Zeppenfeld und Wiederstein reaktiviert. Aufgrund von Sicherheitsbedenken des Eisenbahn-Bundesamtes (EBA), wonach die Bahnübergänge im Bereich der Haltepunkte nicht für einen Zughalt innerhalb der Einschaltstrecken ausgelegt waren, mussten die Halte wieder aufgegeben werden.

Im August 2015 übernimmt die Hessische Landesbahn GmbH - HLB den Betrieb.

Anschlussbahn "Orica"

Westlich des Bahnhofes Würgendorf biegt eine 4,7 km lange Stichstrecke zur Orica Germany GmbH (ex Dynamit-Nobel) ab. Die heute nur noch von der KSW bediente Strecke (Steigung 1:21,5) wird nur im Schubbetrieb gefahren, d.h. die Lok steht immer Richtung Süden. Transportiert werden überwiegend Grundstoffe zur Sprengstofferzeugung. Das im Wald liegende Werksgelände verfügt über umfangreiche Gleisanlagen mit u.a. 18 Weichen.

Güterverkehr

Folgende Güterkunden werden heute noch bedient:
Größter Kunde ist ein Produktionsstandort der Salzgitter Mannesmann Präzisrohr GmbH (Bleche und Stahl im Eingang, Rohre im Ausgang) in Holzhausen.
Über eine Anschlussbahn wird dieOrica Germany GmbH (ex Dynamit-Nobel) in Würgendorf erreicht.
In Neunkirchen existiert ein Schrotthandel als Bahnkunde.
In Herdorf schließt die heute durch die KSW betriebene "Freien Grunder Eisenbahn" mit ihrem Streckennetz an.
In Burbach werden Metallprodukte verladen oder der Anschluß Thomas westlich des Bahnhofes angefahren.
Im Anschluß Gemeinde westlich des Bahnhofes Würgendorf (Otto-Versand, später Hermes Logistikzentrum, seit Oktober 2008 leerstehend) werden hingegen keine Güter mehr auf der Schiene verladen.

Die zumeist von einer G 1700 der KSW gefahrenen Güterzüge starten meist kurz vor 5 Uhr in der Früh mit einer Leistung Kreuztal - Betzdorf (Sieg) - Würgendorf. Kurz vor 8 Uhr erfolgt die Bedienung des Anschlusses Mannesmann, von wo aus meist Lz zurück nach Würgendorf gefahren wird. Es folgt die Bedienung des Anschlussgleises Orica sowie bis vor einigen Jahren bei Bedarf des Anschlusses Gemeinde. Kurz vor 10 verlässt die Rückleistung Würgendorf nach Herdorf, die in Burbach ab ca. 10 Uhr eine halbstündige Kreuzungspause einlegt. Gegen Mittag fährt die Lok zunächst Lz nach Betzdorf (Sieg) und dann mit einem Zug zurück nach Herdorf. Es erfolgt anschließend eine Fahrt zum Pfannenberg bzw. nach Salchendorf sowie gegen 14 Uhr die Weiterfahrt nach Würgendorf. Wie am Morgen werden dann die Anschüsse Mannesmann und Orica angefahren und Würgendorf gegen 18 Uhr Richtung Betzdorf verlassen.

Ab 27. März 2008 brachte die in Düren ansässige Rurtalbahn GmbH (RTB) Coils bei Bedarf in den frühen Morgenstunden Coils nach Herdorf, die von der KSW zum Pfannenberg befördert werden.

Seit 13.07.2010 bringt die TWE Bahnbetriebs GmbH zwei Mal wöchentlich so genannte "Luppen" aus Zeithain (Salzgitter Mannesmann Rohr Sachsen GmbH) via Gütersloh zum Mannesmann-Werk in Burbach (Salzgitter Mannesmann Line Pipe GmbH). Hin- und Rückfahrt finden in den Tagesrandlagen statt.