Bereits vor Beginn des Streckenbaus wünschte man sich eine Verlängerung der Schmalspurbahn bis nach Niederseiffenbach an der Bahnstrecke Pockau-Lengefeld–Neuhausen. Bis zum Ersten Weltkrieg wurde dieses Projekt mangels nennenswerten Verkehrsaufkommens mehrfach abgelehnt. Neben der Unwirtschaftlichkeit hätten auch die ungünstige Lage des Saydaer Bahnhofs – bei einem Weiterbau wäre ein Kopfbahnhof entstanden – und zu starke Steigungen den Bau erschwert.
Den Zweiten Weltkrieg überstand die Schmalspurbahn nahezu unbeschädigt, lediglich im Muldaer Bahnhof kam es durch Bombenangriffe zu einigen Zerstörungen.
Nach dem Zweiten Weltkrieg war bei Sayda ein Uranbergwerk der SDAG Wismut geplant. In diesem Zusammenhang war für den Erztransport die Einführung des Rollwagenverkehrs und ein Ausbau der Strecke vorgesehen, was jedoch nicht geschah.
Einen Aufschwung nahm der Verkehr in den 1950er-Jahren, als zunehmend Feriengäste nach Sayda kamen und die Züge der Schmalspurbahn benutzten. Auch im Berufsverkehr war die Bahn in jenen Jahren bedeutsam, zumal auch keine Buslinie parallel zur Bahn verkehrte.