Ab Laubenbachmühle zeigt der Streckenverlauf der MzB einen typischen Gebirgsbahncharackter mit Steigungen bis 27 Promille. In Fahrtrichtung rechts ist hoch über dem Bahnhof Laubenbachmühle am Berg das Hotel Winterbach zu erkennen, neben dem die Bahn nach wenigen Kilometern Fahrt vorbeiführt.
Einen guten Blick auf diesen Teil der Strecke bietet der Mariazellerbahn Wanderweg.
Vorerst verläuft die Trasse noch rund 3 Kilometer an der Ostseite des Natterstales zur Haltestelle Unterbuchberg (km 50). Den hier bereits breiten Nattersbach wird die Bahn übrigens nochmals treffen, und zwar unmittelbar nach seiner Quelle neben dem Nordportal des Gösingtunnels, wo der Bach erst ein dünnes Gerinne ist.
In einer Kehrschleife (Talschleife) wendet die Trasse um fast 180°, um am gegenüberliegenden Hang des Natterstales an Höhe zu gewinnen. Nach Durchfahren des im Bogen gelegenen Kerlsteintunnel (93 m) folgt eine Überbrückung des Natters- und des Steinbaches und der Steinbachtunnel (49 m).
Beim Buchberggrabenviadukt (32 m) - dem einzigen mit 4 Bögen - erinnert ein Kreuz an einen folgenschweren Unfall im Jahre 1981, bei dem ein talwärtsfahrender Zug wegen zu hoher Geschwindigkeit abstürzte und dem Lokführer das Leben und der Bahn eine Lokomotive - 1099.15 - kostete.
Im weiteren Verlauf werden einige Seitengräben mit Steinviadukten maximal 3 Bögen übersetzt. Es folgen der Weißwasserviadukt (einziger Viadukt in der Geraden, Mittelteil Stahlkonstruktion, Länge 36 m) und der Meierlberggrabenviadukt (34 m), nach der zurzeit in Bau befindlichen Betriebsausweiche Oberbuchberg (km 54, Seehöhe 647 m) (an dieser Stelle befand sich früher bereits der Bahnhof Ober Buchberg, abgetragen durch ÖBB) wird der Stockgraben ausgefahren, es folgen der Meierlbergtunnel (88 m) und der Stettenriegeltunnel (45 m).
Die Trasse führt in ausprägter Lehnenlage entlang eines Höhenrückens, mit einem - teilweise in einen Felseinschnitt verlegten - 180°-Bogen wird sein Ende umrundet und die Trasse führt auf der anderen Seite wieder in Lehnenlage weiter zum Bahnhof Winterbach.
In diesem Teil der Strecke ergeben sich schöne Ausblicke über die Höhen des Natterstales und ins Tal mit dem Bahnhof Laubenbachmühle und hier steht auch ein Kreuz, das an einen zu pflichtbewußten Lokführer erinnert, der wegen des unruhigen Laufes seiner Lokomotive während der Fahrt Nachschau halten wollte, sich zu weit aus dem Fenster beugte und sich dabei den Kopf an einem Fahrleitungsmast zerschlug.
Diese Schleife ist das erste Beispiel der geschickten Geländeausnutzung der Mariazellerbahn. Um einen Kehrtunnel zu sparen, wurde das Höhenprofil der gesamten bisherigen Rampe so angelegt, dass die vorhandene Bergnase einfach umfahren und die Strecke kurz nach dem Bahnhof Winterbach genau in der richtigen Höhe über einen Paß zurück in das Natterstal gelangen kann!
Nach dem bekannten Bahnhof Winterbach (km 57, Seehöhe 718 m)
,
einem Ortsteil von St. Anton an der Jeßnitz, wird der Sturzgraben zum zweiten Mal erreicht und mit dem Eierzeilgrabenviadukt (34 m) und dem Sturzgrabenviadukt (40 m) übersetzt, die Trasse verläuft nun mit einer Steigung von 27 Promille am steilen Ostabhang des Mäuerlberges.
Puchenstuben - km 61, Seehöhe 871 m
Nach Übersetzen des Heugraben- bzw Puchenstubenviaduktes (24 m lang, 29 m hoch)
und ununterbrochener Bogenfolge wird der Beinriegeltunnel (121 m) und der Florkogeltunnel (75 m) durchfahren.
Nach Übersetzen des Quellgebietes des Nattersbaches wird das Nordportal des Gösingtunnels erreicht.
Der Gösingtunnel ist das bedeutendste Einzelbauwerk der Mariazellerbahn, mit 2.368 m Länge ist er immer noch der sechstlängste Eisenbahntunnel in Österreich. Er verläuft mehr als zur Hälfte in Naturstein (ohne Ausmauerung).
Ursprünglich hätte der Stollenvortrieb mittels Handbohrungen erfolgen sollen, weil sich die Maschinenbohrung bei nur 2,4 km Tunnellänge wegen der hohen Anschaffungskosten nicht rentiert hätte und deutlich mehr Dynamit verbraucht worden wäre. Da aber bei den Konzessionsverhandlungen viel Zeit verlorengegangen war, entschied sich der Erbauer der Mariazellerbahn, Ing. Fogowitz, zu einem Experiment: Er ließ kleine elektrische Bohrmaschinen mit nur 1 PS Leistung bauen, die von Dampflokomobilen beidseits der Tunnelportale mit Strom versorgt wurden. Die Methode, mit solch schwachem, aber wendigem Gerät den Tunnel voranzutreiben, bewährte sich voll, und der ganze Tunnelbau konnte nach nur 1 Jahr und 200 Tagen im Jahr 1906 vollendet werden.
Im Tunnel selbst wird bei 891,6 m der höchste Punkt der Mariazellerbahn und die Wasserscheide von Nattersbach / Pielach zur Erlauf erreicht. Von Laubenbachmühle (534 m Seehöhe) bis hierher hat die Bahn auf 17 km Länge 358 Höhenmeter überwunden.
Unmittelbar nach dem Südportal des Gösingtunnels folgt der Bahnhof Gösing (km 67) , der Ort besteht lediglich aus einem großen Gutshof (Obergösing), dem Bahnhof und dem Alpenhotel Gösing**** und liegt bereits im Naturpark Ötscher - Tormäuer, das Tal der Erlauf mit dem kleinen Ort Erlaufboden liegt rund 400 m tiefer.
In Fahrtrichtung rechts präsentiert sich nun erstmals der Ötscher von seiner schönsten und beeindruckendsten Seite. Während die Westseite des sagenumwobenen "Altvaters der Berge" als wenig auffallender Wald- und Wiesenberg erscheint, bricht die Nordostkante dieses langgezogenen Höhenrückens in einen wildzerklüfteten Steilabfall - dem "Rauhen Kamm" - zum tiefeingeschnittenen Schluchtensystem der Erlauf ab.
Obwohl man vom Bahnhof Gösing aus "nur" den sogenannten "Herrenstand" (auch "Herrensitz", 1.888 m) und nicht den höchsten Punkt des Berges mit dem Gipfelkreuz sieht (wenn dies auch so scheint), ist der Blick von Gösing auf diesen Berg der zweifelsohne schönste. In weiterer Folge der Strecke bieten sich zwar auch immer wieder Ausblicke auf den alles überragenden Riesen, die aber dann immer deutlicher hervortretende, langgestreckte, von Wiesen durchzogene, felsige Ostflanke ist nicht mehr ganz so eindrucksvoll.