Nach der Sprengung durch deutsche Pioniere am 9. März 1945 war die Strecke bis zum Wiederaufbau 1954 außer Betrieb. Nur zwei Jahre später brannte die Brücke ab, die Reparatur dauerte bis Mai 1957. Ab dem 22. September 1962 war die Brücke wieder voll funktionsfähig, die Strecke durchgehend zweigleisig ausgebaut und mit Oberleitung elektrifiziert.
1987 wurde der Haltepunkt Urmitz Rheinbrücke geschlossen. Nach erfolgter Sanierung der Brücke 2005[4] wurde der Haltepunkt am 28. Mai 2006 wieder in Betrieb genommen.
An der Abzweigstelle Kesselheim zweigt eine eingleisige Strecke zur östlichen Seite der Trasse der linken Rheinstrecke ab, auf die sie in Höhe des Gewerbegebietes Koblenz Nord in Koblenz-Bubenheim trifft. Dort besteht im Bahnhofsteil Koblenz-Lützel Nord des Bahnhofs Koblenz-Lützel Anschluss an die Hafenbahn des Rheinhafens Koblenz.
Die Strecke selber überquert die linke Rheinstrecke zunächst und verläuft ab dem Bahnhofsteil Koblenz-Lützel Nord westlich parallel zu dieser weiter durch den Bahnhof Koblenz-Lützel und über die 1927 auf vier Gleise erweiterte Moseleisenbahnbrücke.
Auf der Strecke wird als erstes der Haltepunkt Urmitz Rheinbrücke bedient, der sich auf der linken Rheinseite befindet. Im Bahnhof Koblenz-Lützel und am Haltepunkt Koblenz Stadtmitte hält die Linie RE 8 jeweils am westlichen Bahnsteig. Die RB 10 hält hingegen nur am Haltepunkt Koblenz Stadtmitte und nicht an den übrigen Zwischenhalten der Bahnstrecke Neuwied–Koblenz.