Mens Lilleakerbanen fortsatt ble trafikkert av Kristiania Elektriske Sporvei, ble banen forlenget inn i Bærum i to etapper i 1924. Først til Bekkestua, deretter til Avløs stasjon, hvor det ble bygd vognhall og verksted. I 1930 ble banen forlenget som enkeltsporet bane til Kolsås stasjon, og dobbeltsporet mellom Avløs og Valler kom i løpet av 30-tallet. Fra 1937 ble Østensjøbanen drevet av AS Bærumsbanen, slik at trafikken gikk fra Oppsal til Kolsås. I 1938 ble det foreslått at Kolsåsbanen skulle kobles sammen med Holmenkollbanens linjer, og det ble påbegynt bygging mellom Jar og Sørbyhaugen. På grunn av krigen og komplisert og vanskelig terreng var ikke dette klart før i 1942. Det ble skaffet åtte nye undergrunnsbanevogner, og Bærumsbanen ble kortet ned slik at trikken snudde på Jar.