Der Bau und die Fertigstellung der neuen Strecke Halle/Neustadt-Buna-Merseburg 1967 und die notwendige Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Anschlussbahn durch den Bau einer 3. Karbidfabrik sowie der neuen PVC-Fabrik machten Veränderungen in der Betriebsführung und die Neubeschaffung von Triebfahrzeugen unumgänglich. Beginnend mit dem Jahr 1965 wurde der Lokomotivpark bis 1980 verdieselt.
Die Werkbahn fuhr ihre Kohlezüge mit 4 modifizierten Industrievarianten der Diesellok V180 aus der Produktion der Lokomotivfabrik Babelsberg. Der Rangierbetrieb wurde mit 20 Lokomotiven der Baureihe V 60D bewältigt. Der Bestand an werkseigenen Güterwagen belief sich auf 896 Wagen im Jahr 1963. Der Betriebsdienst wurde durch schrittweise Einführung des Rangierfunkes ab 1963, die Inbetriebnahme eines Ablaufberges im Oktober 1963, die Einführung des Container-Zugverkehrs ab 1968 rationeller gestaltet.