Linia skręca w prawo i przecina pozostałe linie pod wiaduktem kolejowym. Dalej trasa wznosi się do góry w kierunku północnym i przed Jeżowem Sudeckim (3,519 km) osiąga w wykopie najwyższy punkt całej linii (343 m n.p.m.). Za Jeżowem Sudeckim tor skręca w kierunku północno-zachodnim i przez obniżenie zbliża się do stacji Siedlęcin (7,321 km), położonej w zachodniej części wsi. Za Siedlęcinem linia ta biegnie przez bardziej zróżnicowany teren, docierając do Jeziora Pilchowickiego i biegnąc jego południową stroną w kierunku północno-zachodnim. 11,2 km od stacji Jelenia Góra linia dochodzi do przystanku Pilchowice Zapora. Różnica wysokości między stacjami Jelenia Góra a Pilchowice Zapora wynosi 52 metry, a średnie nachylenie linii, obniżającej się w kierunku Lwówka Śląskiego, wynosi 4,6 promila.
Po wyjeździe z przystanku linia wjeżdża w tunel pod Czyżykiem i dalej biegnie prawym brzegiem Bobru w dół, po czym po kilku kilometrach przecina dolinę Strzyżówki i drogę Jelenia Góra – Wleń. Dalej wkracza do tunelu pod górą Dwory i dobiega do stacji Pilchowice Nielestno (14,815 km). Za stacją linia ponownie przejeżdża nad Bobrem, po czym biegnie zachodnim brzegiem rzeki w kierunku północnym. W dalszym odcinku przechodzi ona w najdłuższym na trasie tunelu pod Górą Zamkową.