In den Jahren nach Eröffnung der Stammstrecke Thale – Altenbrak dominierte der Touristen- und Ausflugsverkehr. Im ersten Fahrplan von 1890 waren noch drei tägliche Personenzugpaare vorgesehen, doch schon zehn Jahre später war das Angebot auf vier tägliche Zugpaare und zusätzliche Zugpaare an einzelnen Wochentagen (Mittwochs und Samstags zwei, Sonntags drei) angewachsen.

Die Eröffnung der Strecke nach Güntersberge bzw. Stolberg änderte das Fahrplangefüge völlig. Es waren nun auch durchgehende Züge Stolberg – Thale und Altenbrak – Thale vorgesehen, die in Treseburg getrennt bzw. vereinigt wurde. Ab 1908 wurden über das Verbindungsgleis in Güntersberge auch Kurswagenverbindungen Thale – Nordhausen angeboten. Ein zwischenzeitlich durchgeführter Kurswagen Thale – St. Andreasberg mußte wieder eingestellt werden, da die bis zu neun Fahrtrichtungswechsel bzw. Übergänge auf andere Züge zu hohe Anforderungen an die Leidensfähigkeit der Reisenden stellte. Während des ersten Weltkrieges mußte das Zugangebot drastisch reduziert werden.

In den 20er Jahren hatten sich die wirtschaftlichen Verhältnisse wieder normalisiert und die BTE konnte investieren (Neubau und Modernisierung von Reisezugwagen). Ab 1932 wurde der Personenverkehr teilweise durch Triebwagen erbracht, die bei schlecht ausgelasteten Zügen deutlich wirtschaftlicher waren.

Nach dem zweiten Weltkrieg hatten sich die Randbedingungen stark geändert. Die Stolberger Strecke endet seitdem in Güntersberge. Gleichzeitig war die Bevölkerung der Harzorte durch den Zuzug von Flüchtlingen stark angewachsen, die in Thale, Blankenburg und Halberstadt Arbeit fanden. Für die Bodetalbahn bedeutete dies einen erheblichen Pendlerverkehr, der aufgrund der Schichtarbeit ab 4 Uhr morgens einsetzt und erst um 24 Uhr endet.

Der Touristen- und Ausflugsverkehr lag nach Kriegsende zunächst darnieder, mit fortschreitendem Wiederaufbau erlangte er ab Mitte der 50er Jahre bereits wieder die Intensität der Vorkriegszeit. Die Einrichtung von FDGB-Ferienheimen in Altenbrak und Treseburg verstärkte diesen Trend weiter (Sonderzüge bei Belegungswechsel der Ferienheime).

Für das Jahr 1969 ist die Einstellung des Personenverkehrs zwischen Treseburg und Güntersberge geplant. Die Strecke soll dann vom VEB Kraftverkehr bedient werden, der dafür bereits neue Ikarus-Busse beschafft.