Die Brockenbahn biegt südwestlich des Bahnhofs Drei Annen-Hohne (542 m ü. NN ) von der Linie aus Wernigerode nach rechts ab. Anschließend führt sie Westen zum Bahnhof Schierke (688 m) um ständig dem Tal der Kalten Bode zu folgen das sich südlich und unterhalb der Strecke befindet. Links taucht der m hohe Wurmberg auf und die Bahn kreuzt den Weg der zum Brocken hinaufführt.
Nach einer engen Linkskurve vor der Eckernlochbrücke und einer weiteren Rechtskurve erreicht die den früheren Haltepunkt Goetheweg (956 m). Anschließend läuft die Bahn auf den Brocken zu umrundet ihn einmal sie den Weg zum Brocken erneut quert endet dann schließlich nach 18 9 Kilometern am Bahnhof Brocken (1.130 m).
Bereits 1869 gab es einen Entwurf für den einer Eisenbahn zum Brocken der jedoch abgelehnt wurde. Neuversuch von 1895 glückte hingegen; am 30. Mai 1896 wurde die Baubewilligung erteilt. Der erste Abschnitt der Brockenbahn Drei Annen-Hohne nach Schierke wurde am 20. Juni 1898 eröffnet die Fortsetzung zum Brocken folgte 27. März 1899 wobei bereits am 4. Oktober des Vorjahres erste Probefahrten stattfanden. Betreibergesellschaft Brockenbahn war bis zum 1. April 1949 die Nordhausen-Wernigeroder Eisenbahngesellschaft (NWEG) danach gehörte sie zur Deutschen Reichsbahn .
Noch bis 1988 fuhr die Brockenbahn obwohl der Brocken sein Bahnhof zur Sperrzone gehörten und damit zugänglich waren. Die Züge fuhren bis zu Zeitpunkt noch Kohle Öl Grenztruppen und Soldaten der Sowjetunion zum Berg hinauf die dort stationiert waren. Am 15. September 1991 wurde die Brockenbahn feierlich wiedereröffnet. Heute sie von den Harzer Schmalspurbahnen (HSB) betrieben.
Im Winter fahren zum Brocken maximal sechs Zugpaare Tag davon werden vier von und nach durchgebunden. Im Sommer ist der Verkehr auf täglich elf verdichtet. Der schnellste Zug benötigt 49 Minuten zum Gipfel . Die Brockenbahn ist die einzige Strecke HSB die noch ausschließlich mit Dampfloks betrieben wird.
2003 betrug der Preis für eine einfache von Drei Annen-Hohne zum Brocken 14 Euro .