1932 wurde angeregt, die Bahn durch einen Autobusbetrieb zu ersetzen. Der Regierungsrat des Kantons Zürich befasste sich nachfolgend mit der Sanierung der drei notleidenden Bahnen UOeB, WMB und UeBB. Ein Gutachten empfahl, wegen der veralteten Anlagen und Einrichtungen die drei Bahnen auf Autobusbetrieb umzustellen. 1943 stimmte der Verwaltungsrat der Uster-Oetwil-Bahn einer Aufhebung der Strassenbahn zu. Die Diskussionen gingen weiter, es bildete sich ein Aktionskomitee für die Erhaltung der Bahnen im Zürcher Oberland. Am 18. März 1946 genehmigte der Kantonsrat seinen Beitrag für die Reorganisation des Verkehrs: Aufhebung der Bahnen und Einrichtung von Autobuslinien. Nach einem heftig geführten Abstimmungskampf stimmte das Zürcher Volk im Mai 1946 mit einem Verhältnis von 3:2 diesem Vorhaben zu. Noch im gleichen Jahr wurde das Unternehmen Verkehrsbetriebe Zürcher Oberland (VZO) gegründet.
Am 1. Oktober 1949 fuhr die Bahn zum letzten Mal von Uster nach Oetwil und wurde am Tag darauf stillgelegt; die Autobusse der VZO fuhren nun durch die Dörfer. Schon eine Woche später begannen die Abbrucharbeiten und das Rollmaterial wurde verschrottet, verkauft oder als Hühnerstall genutzt. In der Ortsmitte von Mönchaltorf existiert noch ein kleiner Güterschuppen mit Rampe.
