Der planmäßige Betrieb begann am 29. Mai 1898, einem Sonntag. Von 6 bis 22 Uhr wurde mit 4 Zügen im Abstand von 20 min gefahren. Schwierigkeiten bereiteten am Anfang die Entgleisungen von Wagen. Jeder Wagen erhielt aus diesem Grund eine Winde und Holzklötze. Probleme machten auch die Stangenstromabnehmer: sie sprangen vom Draht, brachen oder verloren die Kontaktrolle. Die Fahrmotoren der Wagen zeigten auf Grund zu geringer Leistung Schwächen. Motorschäden traten häufig auf.

Am 13. April 1899 ging die Bahn in den Besitz der Elektra AG Dresden über. Im Betriebsjahr 1899 beförderte die Kirnitzschtalbahn insgesamt 124 000 Fahrgäste. Die Baugenehmigung für die Strecke erteilte man damals mit der Auflage, die Linie bis zum Bahnhof Bad Schandau über die Elbbrücke weiterzuführen. Die Verbindung sollte ganzjährig betrieben werden und auch dem Güterverkehr dienen. 1901 sollten die Bauarbeiten beginnen, man konnte sich jedoch nicht über die Streckenführung im Stadtgebiet einigen. Händler, Gastwirte und Fährleute von Schandau waren generell gegen den Bau, da sie erhebliche Umsatzeinbußen befürchteten. Es kam zu keiner Einigung und so ließ man das Projekt aus wirtschaftlichen Gründen fallen.

Der Schandauer Stadtrat genehmigte im Dezember 1900 die Errichtung einer Akkumulatorenstation neben dem Hotel Lindenhof. Mehrere Umbaumaßnahmen fanden an der Strecke statt und Ausweichstellen wurden verändert. 1906 kam ein neuer Wagen von der Straßenbahn Plauen. 1911 baute man das Bahnstromkraftwerk zu einem Überlandkraftwerk aus. Mehrere Städte (Sebnitz, Schandau, Königstein) und Gemeinden wurden nun mit Elektroenergie versorgt. 1921 legte man es wieder still und die Kirnitzschtalbahn kam an das Stromnetz des Kraftwerkes Pirna. Die Elektra AG verkaufte die Bahn 1924 an die Aktiengesellschaft Sächsische Werke, Dresden (ASW). 1926 wurde auf der gesamten Strecke die Fahrleitung erneuert. Aus Görlitz beschaffte man 2 weitere Triebwagen - Nummer 8 und 9.

Die Beförderungsleistung stieg von anfangs 80 000 auf 200 000 Personen im Jahr 1922. In den Jahren 1914 bis 1918 war sie jedoch stark zurückgegangen. Immer wieder traten wirtschaftliche Schwierigkeiten auf. Die Bahn unterlag saisonalen Schwankungen und einen Berufsverkehr gab es fast keinen. Die damaligen Fahrpreise waren verhältnismäßig hoch: 1 Einzelfahrt 60 Pf, 1 Hin- und Rückfahrt 1 DM.

Der 26. Juli 1927 war ein schwarzer Tag für die Kirnitzschtalbahn. Der gesamte Wagenpark wurde bei einem Brand in der Wagenhalle zerstört. Die Feuerwehren aus der Umgebung konnten nur das angrenzende Wohnhaus und das Kraftwerk vor den Flammen schützen. Am nächsten morgen waren von der Halle nur noch rauchende Trümmer und ausgeglühte Eisenteile übrig. Die "Freistaat Sachsen Kraftverkehr AG" richtete sofort mit Bussen einen Ersatzverkehr ein. Die Dresdner Straßenbahn stellte 4 Trieb- und 4 Sommerbeiwagen der Lößnitzbahn leihweise zur Verfügung. Vom 12. August bis zum 31. Oktober 1927, dem Saisonschluß, wurden die Wagen eingesetzt. Danach kamen sie zurück nach Dresden.

In jenen Tagen setzte die Diskussion über eine Umstellung des Verkehrs auf Oberleitungs- oder Kraftomnibusse ein. Man entschied sich für den Wiederaufbau, da die Bahnanlagen noch vorhanden waren. In der Winterpause 1927/28 reparierte man die Bahnanlagen und die Reste der zerstörten Wagen wurden verschrottet. Aufgebaut wurde die neue Wagenhalle aus Beton. Die Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) lieferte 11 neue Wagen. Im März 1928 kamen sie in Bad Schandau an. Wiedereröffnung war am 1. April 1928.

Ab dem 7. Mai 1934 wurde ein haltestellenabhängiger Tarif eingeführt. Die Fahrpreise lagen nun bei 10, 15, 18, 22, 27, 30, 37 und 45 Pf. Die Fahrt auf der Gesamtstrecke kostete 50 Pf. Ab 1938 verkehrte die Bahn auch im Winter. Bis 1944 stiegen die Fahrgastzahlen stark an: 330 000 Personen. 1939 untersuchte man ein O-Bus-Projekt für die Strecke Bad Schandau-Stadt nach Bad Schandau-Bahnhof. Es erledigte sich mit dem Beginn des 2. Weltkrieges - am 6. Mai 1945 mußte der Straßenbahnbetrieb kriegsbedingt eingestellt werden.