Die vollspurige, eingleisige Nebenbahn Delmenhorst-Hesepe zweigt aus dem auf +8,75 N.N. liegenden Bahnhof Delmenhorst der Bahn Oldenburg-Bremen in westlicher Richtung ab, bleibt bis zur Überschreitung der Welse auf eiserner Brücke südlich neben der Oldenburg-Bremer Bahn und wendet sich, ständig steigend, hinter dem am Tiergarten bei km 2,56 angelegten Bahnhof Dwoberg, +12,40, nach W.S.W. Bei km 1,40 zweigt ein Anschlußgleis ab. Nach nochmaliger Überschreitung der Welse auf gewölbter Brücke und schienenfreier Kreuzung der Chaussee Oldenburg-Bremen erreicht die Bahn bei km 6,46 nach 3,6 km langer, starker, zum Teil in tiefem Einschnitt liegender Steigung den auf +32,35 liegenden Bahnhof Ganderkesee. Hinter Ganderkesee wendet sich die Bahn nach S.W., erreicht die Höhe 37,00, durchschneidet den Staatsforst Bürsteler Fuhren am westlichen Rande und fällt kurz vor Bahnhof Immer, km 9,91, auf +35,50. Hinter Immer folgt ein weiteres Fallen bis auf +32,50. Die Bahn nähert sich dem Forstorte Stühe und erreicht, wieder steigend, bei km 16,39 den Bahnhof Brettorf, +42,00. Nun nimmt sie eine S.S.W.-Richtung an, fällt bis auf +38,00, erreicht auf dem etwa 3 km vom Orte entfernten Bahnhof Dötlingen, km 19,97, wieder die Höhe von +42,50, schneidet kurz hinter Dötlingen einen Weg schienenfrei und fällt dann, sich nach S.S.O. wendend, zunächst in tiefem Einschnitt und dann nach Kreuzung der Chaussee Oldenburg-Wildeshausen in Schienenhöhe auf bis zu 8 m hohem Damm in das Tal der Hunte, in welchem sie eine fast südliche Richtung annimmt. Die Hunte wird auf gewölbter Brücke mit 2 Öffnungen überschritten, nachdem kurz vorher ein Weg und der Mühlenbach zusammen mit einem Wege mit massiven Bauwerken gekreuzt worden sind. Von der Huntebrücke bis zum Bahnhof Wildeshausen, km 24,52, bleibt die Bahn auf +26,05. In Wildeshausen zweigt eine größere Anschlußgleisanlage ab. Hinter Wildeshausen steigt sie, zunächst die Chausseen Wildeshausen-Ahlhorn und Wildeshausen-Visbeck in Schienenhöhe kreuzend und dann in S.S.W.-Richtung in einem 1,8 km langen tiefen Einschnitt den Wildeshauser Esch durchquerend, vor Bahnhof Düngstrup, km 29,23, auf +49,40. Nun folgt ein kurzes Fallen und Steigen und nach schienenfreier Kreuzung eines Weges und der Chaussee Visbeck-Kleinenkneten wird bei km 31,77 der Bahnhof Rechterfeld, +50,00, erreicht, wo sich die Bahn nach Süden wendet. Die südliche Richtung wird bis Bahnhof Goldenstedt, km 35,91, beibehalten, der ebenfalls auf +50,00 und etwa 3 km vom Orte entfernt liegt. Hinter Goldenstedt überschreitet die Bahn die Chaussee Visbeck-Goldenstedt in Schienenhöhe, wendet sich nach S.S.W. und durchschneidet, allmählich fallend, auf etwa 3 km Länge die unkultivierten Gründe der Goldenstedter Heide, schneidet die südsüdöstliche Ecke des Staatsforstes Herrenholz, nimmt dann eine mehr W.S.W.-Richtung an und erreicht bei km 41,12 den Bahnhof Lutten, +42,50; dann folgt nach Überschneidung zweier Chausseen in Schienenhöhe bei km 43,57 Bahnhof Holzhausen, +40,60, und nach Kreuzung der Chausseen Ahlhorn-Vechta und Essen-Vechta in Schienenhöhe bei km 47,29 der Bahnhof Falkenrott, +33,45, in den die Bahn in südlicher Richtung einläuft. Hier mündet die Bahn von Ahlhorn ein. Die Bahn überschreitet nun den Citadellgraben auf gewölbter Brücke und erreicht bei km 48,13 den Bahnhof Vechta, +32,80, wo die vollspurige Kleinbahn nach Cloppenburg abzweigt. Hinter dem Bahnhof überschreitet sie den Moorbach auf gewölbter Brücke, wendet sich nach S.S.W. und erreicht in nahezu gerader Linie und mit nur geringen Steigungen und Gefällen, bei km 49,83 den Bahnhof Hagen und bei km 52,83 den Bahnhof Krimpenfort durchlaufend, bei km 55,91 den auf +34,75 liegenden Bahnhof Lohne, wo die vollspurige Kleinbahn nach Dinklage abzweigt. Vor und hinter Lohne befinden sich Chausseeübergänge in Schienenhöhe.

Die Bahn verläßt den Bahnhof Lohne in nahezu südlicher Richtung und erreicht in fast gerader Linie und mit nur geringen Steigungen und Gefällen, bei km 61,19 den Bahnhof Mühlen, +33,95, durchlaufend und dann stark ansteigend, bei km km 64,29 den auf +45,50 liegenden, etwa 1 1/2 km vom Orte entfernten Bahnhof Steinfeld. Dahinter schneidet die Bahn die Chaussee von Steinfeld nach Holdorf, geht dann in scharfer Krümmung in die W.S.W.-Richtung über, und erreicht auf +46,90 steigend, bei km 68,67 den etwa 1 1/2 km vom Orte entfernten Bahnhof Holdorf, wo die Bahn nach Damme abzweigt. Unmittelbar hinter Holdorf schneidet die Bahn die Chaussee von Holdorf nach Damme in Schienenhöhe, wendet sich dann nach S.W. und erreicht, zunächst auf +49,35 steigend und dann auf +46,60 fallend, bei km 73,85 den Bahnhof Nellinghof. Sie nimmt dann eine S.S.W.-Richtung an, schneidet die Chaussee von Holdorf nach Neuenkirchen in Schienenhöhe, führt danach anfangs in gleicher Richtung weiter, geht dann in die südwestliche Richtung über, kreuzt die Chausseen nach Bersenbrück und Alfhausen in Schienenhöhe und erreicht, auf +40,60 fallend, bei km 78,23 den Bahnhof Neuenkirchen, der reichlich 1/2 km südwestlich vom Orte angelegt ist. Hinter Neuenkirchen tritt die Bahn bei km 78,63 in das preußische Gebiet, durchquert das Haasetal, die Haase und ihre Zuflüsse auf 5 eisernen Brücken überschreitend, und erreicht bei km 82,43 den Bahnhof Rieste, +39,00, vor dem die Chaussee Neuenkirchen-Bramsche in Schienenhöhe gekreuzt wird. Hinter Rieste wendet sich die Bahn nach S.S.W und endet, zuerst nahezu eben fortlaufend und dann allmählich auf +45,20 ansteigend und in die südliche Richtung übergehend, bei km 88,44 in dem Bahnhof Hesepe der Bahn Oldenburg-Osnabrück.

Von den Stationen dient Hagen nur dem Personenverkehr und dem Güterverkehr in Wagenladungen, Dwoberg und Krimpenfort besitzen keine Einrichtungen für die Abfertigung von Tiersendungen in Wagenladungen, in Vechta werden Tiersendungen überhaupt nicht abgefertigt; im übrigen dienen die Stationen dem Personen- und Güterverkehr und sind mit den dazu erforderlichen Gebäuden, Gleisen und sonstigen Einrichtungen versehen. Ferner sind sämtliche Stationen mit Ausnahme von Holzhausen, Hagen und Krimpenfort mit Kreuzungsgleisen von 100 bis 600 m Nutzlänge versehen. Lokomotivschuppen und Wasserstationen befinden sich in Wildeshausen, Vechta und Holdorf, eine Wasserstation in Lohne und eine Lokomotivdrehscheibe in Falkenrott. Wildeshausen, Vechta und Holdorf sind Sitze von Bahnmeistereien.

An größeren Überbrückungen von Wasserläufen sind vorhanden:

1. km 0,97, Eisenbetonbrücke über die Welse mit 6,00 m Weite
2. km 3,06, Gewölbte Brücke über die Welse 5,00 m weit
3. km 23,83, Gewölbte Brücke über die Hunte mit 2 Öffnungen von je 10,20 m Weite
4. km 30,50, Gewölbter Durchlaß 3,00 m weit
5. km 39,40, Gewölbter Durchlaß 4,00 m weit
6. km 47,82, Gewölbte Brücke über den Citadellgraben 4,00 m weit
7. km 48,45, Gewölbte Brücke über den Moorgraben 5,00 m weit
8. km 59,06, Durchlaß mit eisernem Überbau von 2,45 m Stützweite
9. km 59,57, Durchlaß mit eisernem Überbau von 2,45 m Stützweite
10. km 60,50, Durchlaß mit eisernem Überbau von 2,95 m Stützweite
11. km 62,21, Durchlaß mit eisernem Überbau von 2,65 m Stützweite
12. km 69,15, Gewölbter Durchlaß 4,00 m weit
13. km 79,11, Eiserne Brücke über die Bördener Aue mit 10,60 m Stützweite
14. km 79,56, Eiserne Brücke über den Nonnenbach mit 10,60 m Stützweite
15. km 80,78, Eiserne Brücke über die hohe Haase mit 10,60 m Stützweite
16. km 81,70, Eiserne Brücke über die alte Haase mit 6,60 m Stützweite
17. km 82,15, Eiserne Brücke über die Tiefe Haase mit 26,00 m Stützweite

An Unter- und Überführungen sind vorhanden:

1. km 4,40, Gewölbte Chausseeüberführung in Eisenbeton
2. km 21,30, Wegüberführung in Eisenbeton
3. km 23,40, Gewölbte Wegunterführung 3,5 m weit
4. km 24,25, Gewölbte Wegunterführung 3,5 m weit
5. km 29,81, Wegunterführung mit eisernem Überbau 4,44 m Stützweite
6. km 31,20, Wegunterführung mit eisernem Überbau 6,75 m Stützweite
7. km 81,42, Seitenwegbrücke in Eisenbeton 4,00 m weit

Wichtigere Straßen- und Chausseeübergänge in Schienenhöhe befinden sich in km 1,64, 5,71, 22,40, 24,87, 25,31, 36,06, 41,20, 46,02, 47,25, 55,55, 55,99, 64,37, 68,94, 74,88, 77,78, 78,08, 82,37.

Das größte Neigungsverhältnis beträgt 1:100, der kleinste Krümmungshalbmesser 500 m.

Die Oberbauanordnung ist auf freier Strecke und in den durchgehenden und Kreuzungsgleisen der Bahnhöfe Form 6b, im übrigen teils Form 6, teils die alte Form B; die Gleisbettung besteht mit Ausnahme einiger zumeist in Einschnitten belegener Streckenabschnitte, die Steinschlagbettung erhalten haben, aus Sand.