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Der Betriebszweck dieser am 15. Mai 1912 eröffnete Bahn von Brannenburg hinauf auf den 1838 m hohen Wendelstein war immer die Personenbeförderung, der Güterverkehr spielt kaum eine Rolle und dient nur der Versorgung der Bergstation. Die Bahn war von Anfang an mit 1500 V-Gleichstrom elektrifiziert, die Betriebsgenehmigung vergab Bayerns Prinzregent Luitpold am 21. Februar 1910 für 99 Jahre. Die ursprüngliche Anfangsstation in Brannenburg beim DB-Bahnhof wurde 1961 aufgegeben. Seitdem beginnt die Bahn im Bf Waching, in dessen Nähe sich Depot befindet. Die Strecke, mit zwei 2,6 km und 4,6 km langen und maximal 237 ‰ steilen Zahnradabschnitten überwindet eine Höhe von rund 1220 müNN, die Bergstation liegt auf 1723 müNN. Die sieben kurzen Tunnel (34 m, 40 m, 50 m, 30 m, 16 m, 119 m und 35 m lang) tragen keine Namen, sondern sind nur durchnumeriert. Die Wendelsteinbahn GmbH, zu der auch die Großkabinen-Seilbahn Bayerischzell-Wendelstein gehört, präsentiert sich heute mit neuen Zahnradtriebwagen als moderne Touristikbahn, im Betriebjahr 1990 wurden 149.531 Fahrgäste und 200 t Güter befördert.
Während es im Tal schon der Frühing eingekehrt ist,
ist bei der Zwischenstation Mitteralm noch Winter (05. April 1998).
Lange Zeit wurde der Betrieb mit der Grundausstattung bestehend aus drei von Esslingen gebauten Zahnradlokomotiven durchgeführt, eine vierte Lok folgte 1935. Zum Personentransport standen Vorstellwagen zur Verfügung, von denen zwei 1991 an die Museumsbahn Wachtl in Kiefersfelde abgegeben wurden. Erst zum 75. Betriebsjahr wurde die Strecke grundlegend saniert und zwei moderne Triebwagen von SLM Winterthur gekauft. Diese Fahrezuge sind bauglich mit den der Zugspitzbahn, haben aber stärkere Motoren mit einer Dauerleistung von 1012 kW. Mit diesen Triebwagen verkürzte sich die Fahrzeit für die Bergfahrt von 55 min auf 20 min, die Talfahrt dauert 30 min. Damit kann die Strecke mit einem Triebwagen im Stundentakt befahren werden, die alten Zahnradlokomotiven fahren seitdem nur noch als Nostalgiezüge bei besonderen Anlässen.
Um bei den seit 1990 im Einsatz stehenden Doppeltriebwagen die notwendige Modernisierung durchführen zu können, ohne den Betrieb einzu stellen, wurde im August 2019 eine neue, 2,5 Millionen Euro teure, Zahnradlokomotive bei der Firma Stadler bestellt. Die Lok mit einer Leistung von 700 kW wurde am 11. Oktober 2021 angeliefert und ging am 12. Mai 2022 offiziel mit der Nr. 5 in Betrieb. Neben Versorgungsfahrten wird die Maschine mit den historischen Personenwagen aus der Gründerzeit den Betrieb unterstützen, während die Doppeltriebwagen 2023 umgerüstet und mit neuer elektrischer Ausrüstung ausgestattet werden. Dies ist notwendig, da für die Fahrzeuge aus 1990 keine Ersatzteile mehr erhältlich sind.
Mindestens eine dampfbetriebene Zahnradlokomotive gab es auf der Wendelsteinbahn allerdings auch: Beim Bau der Wendelsteinbahn kam Zahnraddampflok Bauart B/a-n2t zum Einsatz, welche von der schweizer Brünigbahn stammte und dort die Loknummer "HG 2 1003" trug. Diese Lok (SLM FNr. 503/1888) war 1908 von der Brünigbahn an Orenstein und Koppel verkauft worden. Diese Baulok auf der Wendelsteinbahn ist kurz vor Eröffnung der Strecke 1912 abgestürzt. Sie wurde so weit möglich vor Ort zerlegt; die größeren Teile, die nur mit einem unverhältnismäßigen Aufwand hätten geborgen werden können, blieben liegen und wurden zugeschüttet.
| Nr. | Hersteller | FNr. | Bj. | Art | Spur mm | LüP mm | Achsstand mm | Leerge- wicht t | Vmax km/h | Bemerkung |
| 1 | Esslingen | 3627 | 1911 | Bo/b-el | 1000 | 4400 | 2500 | 17,4 | 15-10 | 2006 an Deutsches Museum - Aussenstelle "Lokwelt Freilassing" |
| 2 | Esslingen | 3628 | 1911 | Bo/b-el | 1000 | 4400 | 2500 | 17,4 | 15-10 | 2022 im Einsatz |
| 3 | Esslingen | 3629 | 1911 | Bo/b-el | 1000 | 4400 | 2500 | 17,4 | 15-10 | 2022 im Einsatz |
| 4 | Esslingen | 4239 | 1935 | Bo/b-el | 1000 | 4400 | 2500 | 17,4 | 15-10 | 2019 abgestellt, als Denkmal in Brannenburg vorgesehen |
| 5 | Stadler | ? | 2022 | Bo/a-el | 1000 | 7850 | 22,1 | 30-15 | ||
| 11 | SLM/SSW | 5454 | 1990 | 1000 | 29300 | 8630 | 54,0 | 25-25 | 2022 im Einsatz | |
| 12 | SLM/SSW | 5455 | 1990 | (A1/z)'(1A/z)'-el | 1000 | 29300 | 8630 | 54,0 | 25-25 |
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