Straks banen var fullført ble den tatt i bruk av hæren. Frem til krigens slutt gikk det i gjennomsnitt seks tog med forsyninger og soldater daglig. Dette var mindre enn planleggerne hadde sett for seg, men utgjorde allikevel et stort bidrag til den japanske krigsinnsatsen på Burma-fronten. Flesteparten av arbeiderne ble sendt hjem mens krigsfangene ble returnert til interneringsleirer forskjellige steder på okkupert japansk territorium. De som ble holdt igjen arbeidet med vedlikehold og reparasjon av banen. Allierte fly bombet broer på linjen mange ganger uten at jernbanen ble langvarig stengt av den grunn. Først i juni 1945 greide britiske bombefly å ødelegge den siste broen over elven Mae Klong slik at togdriften stanset. I august samme år kapitulerte Japan, og jernbanen ble forlatt etter å ha vært i drift i omtrent 20 måneder.