Die Kyffhäuser Kleinbahn AG (ab 20. August 1943 Kyffhäuser Eisenbahn AG) wurde 1913 vom Preußischen Staat , der Provinz Sachsen, dem Fürstentum Schwarzburg-Rudolstadt sowie Kommunen und Privatleuten gegründet. Sie erbaute eine normalspurige Kleinbahn am Nordrand des Kyffhäuser-Gebirges in der Goldenen Aue. Die 29 km lange Strecke begann am Bahnhof Berga-Kelbra an der Hauptbahn Halle – Nordhausen und führte über Kelbra, wo der Betriebsmittelpunkt war, und Tilleda meist auf preußischem Gebiet in östlicher Richtung nach Artern/Unstrut an der Bahnlinie Sangerhausen – Erfurt. Nur 4 km der Strecke lagen im Fürstentum Schwarzburg-Rudolstadt.

Kriegsbedingt verzögerte sich der Bau der Bahn, die nur abschnittsweise eröffnet werden konnte. Am 13. November 1915 wurde der Güterverkehr auf dem Abschnitt von Berga-Kelbra bis Hackpfüffel eröffnet, am 30. Mai 1916 folgte der Personenverkehr ; ab 21. Dezember 1916 war die Gesamtstrecke voll in Betrieb.

Zur Verbesserung des Personenverkehrs wurden zeitweise Triebwagen eingesetzt; auch eine bahneigene Omnibuslinie zwischen Berga-Kelbra und Tilleda wurde ab 15. Mai 1930 betrieben.

Den Betrieb führte der Provinzialverband Sachsen – Eisenbahn-Abteilung - in Merseburg, seit Oktober 1945 die Sächsischen Provinzbahnen GmbH. Obwohl die Aktien ohnehin zu fast 80% im Staatsbesitz waren, wurde die Gesellschaft im Zuge der von der SMAD angewiesenen wirtschaftlichen Umgestaltung Ostdeutschlands enteignet und im Juli 1948 den VVB Landesbahnen Sachsen-Anhalt zugewiesen. Von dort kam sie am 1. April 1949 zur Deutschen Reichsbahn .

Der Personenverkehr wurde bereits am 5. Mai 1966 eingestellt, der Güterverkehr folgte einige Zeit später.