支出通往液氨储槽的侧线（更早期另有通往硫磺堆积厂与硫酸工厂的侧线）。进入厂区后于干线0.677公里处分出硫酸錏仓库线，长200公尺；0.907公里处有300公尺长的新竹化工线，但后因关厂而拆除。厂区路线于东势街平交道终止，过平交道后干线分出400公尺长的尿素仓库线，干线则向前延伸出中油新竹厂线，全线总长1.6公里。路线营运后期新竹化工线已拆除，而中油新竹厂线也极少使用，但台湾铁路管理局的正式名称仍为「中油新竹厂线」。早期台肥尚无自用的铁路机车时，曾调用DT580型蒸汽机车行驶路线，1960年代开始使用两