L'exploitation

À l'ouverture de la ligne, on voit circuler quelques omnibus Orléans-Châlons-sur-Marne, puis sous l'administration du P.O., ce sont quatre omnibus journaliers Orléans-Montargis et retour qui desservent la ligne 39 du P.O.
La distance entre les deux villes est de 76 km.

De Vitry-aux-Loges à Orléans, le prix du billet était de 3,70 Fr en 1^ère classe, 2,50 Fr en 2^ème et 1,65 Fr en 3^ème, pour une distance de 33 km (147 km de Paris Gare d'Austerlitz).

Quatre trains assurent la desserte, à  6h20, 8h43, 12h51, et 19h40. 
Il faut 50 à 57 minutes pour gagner la préfecture qui se situe à 33 km soit une vitesse commerciale moyenne de 29 km/h.

Pendant la guerre de 14-18.

En 1914, des convois venant de Bordeaux et se dirigeant sur Bricon, acheminent les réservistes de la deuxième armée. 
En 1917, des trains de permissionnaires ont parcouru la ligne et s'arrêtaient à Vitry-aux-Loges où l'on dit que les gens du village leur offraient du lait et des vivres. Les "Anciens" s'en souviennent (NdlA : leurs témoignages sont les bienvenus).

Entre les deux guerres.

Le mouvement quotidien comprend trois trains légers, plus un ou deux marchandises. L'indicateur Chaix de 1936, mentionne trois mouvements quotidiens dans chaque sens. Le train du soir en direction de Montargis a été supprimé, ainsi qu'un des deux trains du matin en direction d'Orléans. 
On note également que Nesploy n'est plus desservie
En juin 1940, le ligne est interceptée à Panne suite à la destruction du pont sur la Bézonde et le service nécessite un transbordement. Rétabli en décembre 1941, il permet à nouveau deux puis trois mouvements quotidiens.

Après la guerre

La ligne est mise à voie unique et voit rouler deux mouvements omnibus, plus un troisième les samedis, dimanches et jours fériés. C'est l'époque où les locomotives à vapeur sont remplacées par des autorails, en service voyageurs et par des diesel, en service marchandises.
Dans les années 60, le trafic voyageurs est reporté sur route et seule une desserte marchandise subsiste. Cette desserte est vite scindée en antennes :

• au départ d'Orléans, jusqu'à Boiscommun-Nibelle, puis Vitry-aux-Loges, puis plus rien.
• au départ de Montargis, jusqu'à Bellegarde-Quiers, puis Ladon, puis la zone industrielle de la Chalette.

Les rares circulations

Jusque dans les années 90 des trains de désherbage parcouraient l'antenne de Vitry-aux-Loges avec une 65000 et wagon de chlorate

La barrière n'est pas fermée au passage du train désherbeur, c'est un agent qui assure la protection

Le dépôt d'Orléans

Le premier dépôt date de 1845, en commun avec la Compagnie du Centre, puis l'Orléans-Bordeaux construisit ses propres installations qui pouvaient accueillir 26 machines. En 1853, un nouveau dépôt fut construit aux Aubrais, les emprises de la gare d'Orléans étant trop exiguës. A cette occasion, la rotonde d'Etampes fut réédifiée aux Aubrais et le dépôt reçu une grue de 20 tonnes. En 1875, de nouvelles installations à la dimension de la demande furent édifiées et opérationnelles en 1878. Le nouveau dépôt reçut un pont tournant pour la manoeuvre des machines et fut agrandi en 1917. En 1931, il devint commun au PO et à l'Etat.
Il abrite aujourd'hui la 141 R 840 et la rame de l'AAATV.

Les projets de réouverture

En 1972, un premier projet de réouverture est conduit par le Conseil Général, puis un second en 1979.