In der Betriebsphase beaufsichtigt das BAV die Transportunternehmungen und prüft, ob sie alle für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb erforderlichen Vorkehrungen getroffen haben und ob sichergestellt ist, dass diese Sicherheitsvorschriften auch einhalten werden. Dazu verlangt das BAV von den Transportunternehmungen Zustands- und Ereignismeldungen bei aussergewöhnlichen Ereignissen auf ihrem Schienennetz und es führt Audits und Betriebskontrollen durch. Diese Aufsichtstätigkeiten geben unter anderem Auskunft darüber, ob eine Transportunternehmung ein wirksames Sicherheits-Managementsystem eingerichtet hat und ob dieses auch funktioniert. Zusätzlich überprüfen BAV-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter risikoorientiert und mittels Stichproben z. B. einzelne Fahrzeuge oder Teile der Infrastruktur auf ihre Betriebssicherheit (z. B. Güterzüge, Brücken, elektrischen Installationen, usw.). Aber auch die Betriebsabläufe, sprich das Zusammenspiel von Mensch und Technik im Bahnbetrieb können Gegenstand von Kontrollen sein. So werden z. B. Rangierarbeiten, Zugsvorbereitungen oder die Einhaltung des Arbeitszeitgesetzes kontrolliert. Stellt sich dabei heraus, dass die Sicherheitsbestimmungen nicht eingehalten werden, verlangt das BAV von der Unternehmung, dass sie diese Mängel innerhalb einer gesetzten Frist behebt. Kommt die Transportunternehmung diesen Aufforderungen nicht nach, ergreift das BAV Sanktionen, die bis hin zum Entzug der Betriebsbewilligung reichen können.
