Auf der Windbergbahn fuhren über Jahre hinweg nur noch Güterzüge.
Die in Doppelbespannung bergwärts zur Erzwäsche Dresden-Coschütz gefahrenen Uranerzzüge mit zehn 20 t-Wagen verschlissen die Windberglokomotiven der BR 980 derart, daß Anfang der 1960er Jahre Ersatz nötig war. 1963 fanden Versuchsfahrten mit Dieselloks
V 60 (später BR 106, bei DB AG dann BR 346) statt. Diese Versuche verliefen erfolgreich, so daß die Dampfloks schrittweise bis 1967 abgelöst wurden.
Durch Einbau von Schienen vom Profil S 49 paßte man den Oberbau an die hohen Beanspruchungen an.
Im Jahr 1962 wurde die Erzwäsche in Dresden-Coschütz geschlossen. Die Gebäude nutzte als Nachfolgebetrieb das Reifenwerk Dresden weiter. 1963 baute der Steinkohlenbetrieb "Willi Agatz" in Dresden-Gittersee als Nebenprodukt Erzkohle (Uranerz) ab [13, S. 20]. Ab dem 1. Januar 1968 gehörte der Bergbaubetrieb "Willi Agatz" der SDAG Wismut (Sowjetisch-Deutsche Aktiengesellschaft) [13, S. 22]. Das Uranerz wurde zur Aufarbeitung nach Seelingstädt (Thüringen) abgefahren.
Bis zur Auflassung am 19. August 1967 erfolgten Rangierfahrten über Kleinnaundorf in den Anschluß des VEB Tankholzwerk auf dem Gelände des ehemaligen Glück-Auf-Schachts Bannewitz. Die Anschlußgleise wurden innerhalb von 5 Wochen demontiert. Danach diente die Strecke Gittersee–Kleinnaundorf den Vermessungspraktika von Studenten und anderen Zwecken (Schadwagenabstellung, Bremserprobung, Versuche mit Unkrautbekämpfungsmitteln). Erst 1972 wurden die Gleise abgetragen.
Die noch befahrbaren 6,0 km von Freital-Birkigt bis Dresden-Gittersee
erhielten 1969/70 Schienen der Form R 50. An die Industriebahn waren neben der SDAG Wismut das Reifenwerk Dresden (zwei Werkloks V 60), der VEB Fettchemie, der VEB Polypack und der VEB Fördertechnik Freital angeschlossen.
Die Geheimhaltungsbestrebungen und der alleinige Güterverkehr ließen die einst bekannte Windbergbahn in Vergessenheit geraten. Das Dröhnen der bergwärts fahrenden Dieselloks in Doppeltraktion und das Quietschen in den Bögen machten die Bahn bei den Anwohnern eher unbeliebt. Am 20.07.1980 gründete sich die Arbeitsgemeinschaft (AG) 3/82 "Windbergbahn" im DMV (Deutscher Modelleisenbahnverband in der DDR) [2, S. 16], deren Vorsitzender Jürgen Schubert sich seit 1975 mit der Geschichte der Windbergbahn befaßte. Im gleichen Jahr gelang es, die Trasse und die Hochbauten der ersten Gebirgseisenbahn in Deutschland unter Denkmalschutz zu stellen. Ebenfalls 1980 wurden die letzten Überreste eines Windberg-Aussichtswagens ausfindig gemacht und nach Freital-Potschappel überführt. Nach Umsetzung in das Edelstahlwerk "8. Mai 1945" Freital begannen 1982 durch die AG "Windbergbahn" die Rekonstruktionsarbeiten am Wagen [2, S. 18]. Die Uranerzförderung in Dresden-Gittersee endete aus Rentabilitätsgründen und veränderter weltpolitischer Situation am 1. Juni 1989 [13, S. 22]. Auf dem Gelände des Bergbaubetriebes "Willi Agatz" sollte ein Reinstsiliziumwerk entstehen. Dieses Vorhaben stieß auf großen Widerstand in der Bevölkerung. Dem Bau des Werkes kam die politische Wende zuvor.
