Vom Depot in Edenkoben fuhren die Züge der Oberlandbahn bei Betriebsbeginn zu den Endstellen in Neustadt und Landau. Sie lagen jeweils in unmittelbarer Nähe der Bahnhöfe.
Die im Fahrplan angegebene Fahrtzeit von Neustadt nach Landau betrug anfangs 105 und später 80 Minuten. Auf der Gesamtstrecke verkehrten die Züge im Stundentakt, zwischen Neustadt und Maikammer alle 30 Minuten (Sommerfahrplan 1939).
Unterwegs ermöglichten die zahlreichen Ausweichstellen auf der ansonsten eingleisigen Strecke zahlreiche Kreuzungsmöglichkeiten.
Der Streckenverlauf folgte mit wenigen Ausnahmen den vorhandenen Landstraßen. Nur an wenigen Stellen gab es einen eigenen Bahnkörper. In den Dörfern entlang der Strecke hielt die Bahn meist an den Gaststätten in Ortsmitte.
Der Kraftverkehr mit Omnibussen wurde Ende Mai / Anfang Juni 1931 an den Kraftverkehr Bayern abgetreten.
ZUR VILLA LUDWIGSHÖHE
Am 9. April 1936 wurde von Edenkoben aus eine Zweigstrecke „nach dem Rosengarten“, unterhalb der Villa Ludwigshöhe, eröffnet.
In der architektonisch als kleines Schloss ausgeführten ehemaligen Sommerresidenz des Königs Ludwig I. von Bayern fanden, ebenso wie im Saalbau zu Neustadt oder in der Landauer Festhalle, häufig Theateraufführungen statt. Sie sorgten auch spät in der Nacht für volle Züge.
1938 verließ der letzte Zug Landau um 23.30 Uhr. Im Kursbuch ist dazu vermerkt: „Wartet an Theaterabenden den Schluss des Theaters ab, falls nicht ein Sonderwagen nach Theaterschluss verkehrt.“
Die rund 1,6 Kilometer lange „Waldbahn“ zum Rosengarten wurde gut angenommen. Vor allem in den Sommermonaten war der Ausflugsverkehr an Wochenenden und Feiertagen für die Pfälzer Oberlandbahn eine gute Einnahmequelle. Die Gleislänge war mit 1,8 Kilometern ausreichend bemessen, um bei starkem Andrang in der Ausweiche und an der Endstelle Zusatzwagen abzustellen.