Prodloužení do Bad Gottleuba a provoz až do vyřazení z provozu

Město Gottleuba (od roku 1936 Bad Gottleuba) se zasadilo o brzké prodloužení železniční trati. Od roku 1880 se v saském zemském sněmu opět projednávaly různé plány na výstavbu železnice přes Východní Krušné hory do severočeské uhelné pánve. V některých případech se jednalo o prodloužení údolní dráhy Gottleuba za Berggießhübel, v jiných se projednávaly zcela nové trasy, např. v údolí Seidewitz a přes město Liebstadt. Nakonec zemský sněm z ekonomických důvodů doporučil pouze prodloužení železnice do Gottleuby. Přípravné práce na téměř 2,7 km dlouhé trati začaly v roce 1898, vlastní stavba byla zahájena v létě 1904 a slavnostní otevření proběhlo 1. července 1905. Náklady na výstavbu prodloužení činily přibližně 585 000 marek. Nová konečná stanice v Gottleubě byla navržena tak, aby bylo možné trať prodloužit směrem do Čech.

Vedle nákladní dopravy nabývala trať na významu také pro osobní dopravu, a to kvůli výletníkům, dojíždějícím do zaměstnání a pacientům lázeňských zařízení v Berggießhübelu a Bad Gottleubě. Ve 30. letech 20. století jezdilo mezi Pirnou a Bad Gottleubou denně až šest párů osobních vlaků s jízdní dobou přibližně 45 minut. Typickými lokomotivami byly parní lokomotivy třídy 86 a 91.3.

Od roku 1940 přibyly další zastávky na Rottwerndorfer Straße (Pirna Ost) a od roku 1950 také na Dresdner Straße (Pirna Solidarität).

V letech po druhé světové válce se rostoucí počet automobilových a autobusových linek stal vážnou konkurencí. V městské části Pirna jezdily souběžně s železnicí autobusové linky s častějšími spoji, větším počtem zastávek a levnějšími cenami, takže cestující přecházeli od železnice k autobusům. V 50. letech 20. století železnice přepravovala v průměru 400 až 650 cestujících denně. Od roku 1960 byly prováděny různé ekonomické analýzy, které doporučovaly zrušení osobní dopravy na celé trati, protože autobusová doprava byla ekonomicky výhodnější. Nic na tom nezměnil ani postupný přechod na motorové lokomotivy, zejména řady 106 a 110.

Kromě toho byla trať stále více využívána pro nákladní dopravu. Uranový důl Königstein (Leupoldishain), který byl otevřen v roce 1967, nemohl být z topografických důvodů napojen přímo na železnici v údolí Labe. Vytěžená ruda byla proto přepravována lanovkou na místo nakládky ve stanici Rottwerndorf a překládána na železnici v údolí Gottleuba. Tato železnice již zajišťovala rušnou nákladní dopravu mezi Pirnou a Neundorfem pro četné průmyslové spoje. Nyní přibylo až sedm rudných vlaků denně. K dalšímu nárůstu nákladní dopravy došlo od roku 1965 v souvislosti s přepravou stavebního materiálu pro stavbu přehrady Gottleuba. Z těchto důvodů byla v srpnu 1970 ukončena osobní doprava. Na počátku 90. let 20. století se opět konaly příležitostné zvláštní jízdy s železničními autobusy (třída 171/172).

Po dokončení přehrady Gottleuba (1974) a po převedení těžby uranu v Königsteinu na loužení (1983) byla nákladní doprava výrazně omezena, takže v letech 1976/77 byla přerušena i mezi Neundorfem a Bad Gottleubou a trať byla krátce poté zrušena. Objem nákladní dopravy na zbývajícím úseku trati se po roce 1990 rovněž prudce snížil v důsledku hospodářských otřesů a uzavírání závodů po sjednocení Německa. V důsledku toho zde byla počátkem roku 1997 nákladní doprava rovněž ukončena. Po téměř 117 letech tak železniční doprava v údolí Gottleuba skončila. Zbývající koleje byly v roce 2002 demontovány. Jako doklad železniční historie se dodnes dochovaly různé mostní konstrukce a železniční budovy, včetně nádražních budov v Pirně Süd, Rottwerndorfu, Langenhennersdorfu, Berggießhübelu a Bad Gottleubě.