Mimo dużej frekwencji, sytuacja finansowa towarzystwa była jednak kiepska i kolej była niedoinwestowana pod względem zakupów taboru, toteż towarzystwo ZOJE próbowało sprzedać kolej Królewskim Saskim Kolejom Państwowym, do czego ostatecznie doszło 1 lipca 1906 roku.
W chwili przejęcia przez koleje saskie w 1906 roku, kolej miała pięć lokomotyw (serii I K) i 44 wagony, w tym 19 osobowych, oraz dwa transportery wagonów. Przewozy nadal wzrastały i w 1908 roku sięgnęły 523 tysięcy osób. Wprowadzono też mocniejsze lokomotywy serii IV K systemu Günthera-Meyera. Dla zwiększenia przepustowości, w 1910 roku parlament Saksonii zezwolił na budowę drugiego toru i 15 sierpnia 1913 roku otwarto drugi tor na odcinku Zittau Vorstadt do Oybina. Wkrótce po I wojnie światowej, w 1920 roku, wraz z likwidacją odrębnych Saskich Kolei Państwowych, kolej została przejęta przez Koleje Niemieckie (Deutsche Reichsbahn). W okresie międzywojennym wprowadzono nowsze parowozy typów VI K i VII K, a od 1938 roku cztery wagony motorowe dla obsługi ruchu przy mniejszej frekwencji. Podczas II wojny światowej przewozy zmalały, a zimą 1943/44 rozebrano drugi tor między Bertsdorfem a Oybinem, lecz ruch pociągów wstrzymano dopiero po uszkodzeniu linii przez bombardowanie 7 maja 1945 roku.