Die vollspurige, eingleisige Nebenbahn Holdorf-Damme verläßt den auf +47,05 N.N. liegenden Bahnhof Holdorf der Bahn Delmenhorst-Hesepe am südwestlichen Ende, wendet sich in großem Bogen nach S.S.O. und steigt, dicht neben der Chaussee von Holdorf nach Damme herlaufend, zu dem auf +63,40 liegenden Bahnhof Handorf, km 1,97, an, wo ein Nebengleis nach einer Sand- und Kiesgrube abzweigt. Vor Handorf verläßt die Bahn die Chaussee, bleibt aber bis Damme in nur geringer Entfernung von ihr. Die Bahn steigt hinter Handorf weiter und erreicht zuletzt mit einer Steigung 1:60 bei km 5,10 ihren Höchstpunkt, +96,55, von dem sie, in eine fast südliche Richtung übergehend, anfangs mit einer 1,5 km langen Neigung von 1:60 nach ihrem Endpunkte, dem auf +68,05 liegenden Bahnhof Damme, km 7,29, hinabfällt. Kurz vor Damme wird die Bahn in km 7,08 von einem Wege mittels gewölbter Eisenbeton-Überführung gekreuzt. In Damme schließt die Bahn an die Wittlager Kreisbahn an. Die mit einem Stumpfgleise versehene Station Handorf dient dem Personen- und Wagenladungsverkehr; Bahnhof Damme ist mit den Gebäuden, Gleisen und sonstigen Einrichtungen für den gesamten Personen- und Güterverkehr, sowie mit Lokomotivschuppen und Wasserstation ausgerüstet.

Größere Überbrückungen von Wasserläufen und wichtigere Übergänge in Schienenhöhe sind nicht vorhanden. Das größte Neigungsverhältnis beträgt 1:60, der kleinste Krümmungshalbmesser 300 m. Der Oberbau besteht aus der älteren Form B, die Gleisbettung aus Sand.