Bergensbanen er knyttet sammen med Randsfjordbanen og Roa-Hønefossbanen på Hønefoss. Noen parseller er moderne, men det meste av banen følger samme trasé som ved åpningen i 1909. Den følger Hallingdal opp til Hardangervidda med høyeste punkt {{formatnum:1237 moh.}} vest for Finse før den går nedover mot Vestlandet forbi Myrdal og følger Raundalen ned til Voss og derfra langs fjordene ut til Bergen. Det er omkring 200 tunneler på strekningen. Finsetunnelen på 10,3 km er den lengste på selve Bergensbanen, men persontogene mellom Oslo og Bergen kjører gjennom den 10,7 km lange Lieråstunnelen på Drammenbanen.