Die Bahnstrecke ist eine wichtige Touristenattraktion Westnorwegens und wird dementsprechend auch hauptsächlich von Touristen benutzt. Im Jahr 2005 gab es 475.000 Reisende. Beim Wasserfall Kjosfossen wird ein Stopp eingelegt, um den Touristen ausreichend Möglichkeit zum Fotografieren zu geben. Die Fahrzeit beträgt etwa eine Stunde und es fahren acht bis neun Züge je Richtung im Sommer sowie vier Züge im Winter. Die maximale Geschwindigkeit beträgt bergauf 40 km/h, bergab 30 km/h.
Mit dem Bau der ursprünglich zum Gütertransport angelegten Bahn wurde 1923 begonnen, um Transportmöglichkeiten von der Bergenbahn hinunter zum Sognefjord zu schaffen und somit den letzten Teil des Rallarvegen zu ersetzen. Von den 20 Tunneln der Strecke wurden 18 in Handarbeit vorgetrieben, sodass für einen Meter Tunnel ein Monat benötigt wurde. Im Herbst 1936 waren die Bauarbeiten so weit fortgeschritten, dass die Gleise verlegt werden konnten. Am 1. August 1940 wurde die Strecke mit dampfbetriebenen Güterzügen in Betrieb genommen. Der reguläre Personenverkehr begann am 10. Februar 1941. Die Fertigstellung erfolgte 1944 mit der Elektrifizierung der Strecke. In den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts war die Strecke wie andere Nebenstrecken in Norwegen von der Stilllegung bedroht. Da aber die Nutzung durch Personenverkehr stetig zunahm, wurde davon abgesehen.
Die neu gegründete Gesellschaft Flåm Utvikling AS übernahm 1998 den Verkauf, das Marketing und die Produktentwicklung für die Flåmsbahn. Im Jahr 2005 konnte mit 475.033 Fahrgästen ein neuer Besucherrekord aufgestellt werden und die Flåmsbahn ist damit eine der meistbesuchten Touristenattraktionen Norwegens.
Die Betreiber der Flamsbahn haben sich am Kjosfossen noch eine ganz besondere Touristenattraktion einfallen lassen... Mystische Musik erklingt, wenn der Zug anhält und geradezu aus dem Nichts tauchen plötzlich zwei singende und Arme schwingede Walküren aus einer alten Ruine auf. Im Dunst des Wasserschleiers sind die zwei Zauberwesen nach fünf Minuten(nachdem sie eifrig fotografiert wurden) auch schon wieder versunken... so lange bis der nächste Zug kommt...
Die Bahnstrecke ist 20,2 km lang und überwindet dabei einen Höhenunterschied vom 864 m. 16 km der Strecke haben eine Steigung von über 28 ‰; die größte Steigung beträgt 55 ‰. Das entspricht einer Steigung von einem Meter auf 18 m Strecke. Damit gehört die Flåmsbahn zu den steilsten Adhäsionsbahnen der Welt. Fünf Bremssysteme sorgen für die notwendige Sicherheit. Die Strecke führt durch 20 Tunnel, wobei einer als Schleife im Berg ausgeführt wurde um Höhe zu gewinnen. Die Gesamtlänge der Tunnel beträgt 5692,4 m. Damit liegen 28 % der Strecke im Tunnel. Um lawinengefährdete Bereiche im Flåmsdalen zu umgehen, kreuzt die Flåmsbahn den Fluss mehrfach. Nur an einer Stelle wurde hierfür eine Brücke gebaut; sonst leitete man den Fluss durch Tunnel unter den Bahngleisen hindurch. Im Bahnhof Berekvam können Zugkreuzungen stattfinden.
