El recorrido comienza en el límite del casco urbano de Jaén, junto al complejo polideportivo municipal Las Fuentezuelas. Los primeros 2 kilómetros, muy utilizados por senderistas y cicloturistas, cuentan con varias zonas de descanso. A partir de aquí, cruzaremos, por un camino de servicio, la circunvalación noroeste de Jaén para retomar la traza con destino a la localidad de Torredelcampo. Tras pasar por un nuevo camino alternativo que salva la autovía A-316, llegamos a la estación de Torredelcampo (km. 11,100) situada en este núcleo urbano.

Pasados dos túneles (el primero iluminado de 333 metros de longitud), dos viaductos y el área de descanso de las Quebradas, llegaremos a la cercana localidad de Torredonjimeno. Desde la Estación de Torredonjimeno (Km. 1,600) continuaremos en dirección a Martos, para lo que habrá que atravesar dos largas pasarelas metálicas que posibilitan el cruce con la carretera A-316. La Vía Verde atraviesa el casco urbano de Martos y ofrece la posibilidad de poder realizar interesantes visitas a la ciudad.
    
Abandonamos Martos, en dirección suroeste, hacia el límite con la provincia de Córdoba. Nuevas intersecciones con la carretera nacional son resueltas mediante la instalación de un paso inferior y una nueva pasarela. En el Km. 33, coincidiendo con la cercanía del arroyo Salado, el paisaje cambia y pasa a ser más abrupto y serrano, ya en las estribaciones del macizo de Sierra Sur. El ferrocarril cruza ríos y arroyos encajados en medio de impresionantes barrancos, a través de viaductos metálicos con longitudes comprendidas entre los 70 m. y los 224 m. Estas complejas obras de ingeniería, que fueron proyectadas por los franceses Alessandre y Delapierre, datan de finales del siglo XIX, magníficos ejemplos de arquitectura roblonada, y que constituyen extraordinarios miradores sobre los paisajes rurales de la provincia de Jaén.

En el kilómetro 37 se localiza el área de descanso de la aislada estación de Vado-Jaén. La antigua plataforma ferroviaria continúa su curso en dirección a la Estación de Alcaudete, atravesando el impresionante viaducto sobre el río Víboras (224 m. de longitud y 80 m. de altura), los restos de una cantera abandonada de balasto, llamada La Muela, y algunos tramos de frondosa vegetación mediterránea en la que sobresalen encinas, retamas y majuelos, así como viejos almendros.

Dejando atrás la estación de Alcaudete, en el kilómetro 48,400, llegaremos a un cruce con la carretera A-316, salvado mediante una pasarela elevada. 

Después de pasar por delante del edificio destinado a viviendas de los ferroviarios, la Vía Verde del Aceite conecta con las Rutas en bicicleta de Sierra Sur de Jaén (señalizadas), que adentran al cicloturista en el corazón del macizo del mismo nombre, y discurre justo al lado de la Reserva Natural de Laguna Honda (Km. 50,500); en este punto se puede observar la abundante y rica avifauna que habita en este humedal de 65 Has. de extensión: malvasía, ánade real, calamón o zampullín chico.

En la margen derecha de la Vía Verde, un camino conduce a otro espacio natural protegido del entorno: la Reserva Natural de Laguna del Chinche, de 6,5 Has. de extensión y con una interesante vegetación perilagunar. Los últimos kilómetros transcurren a través de un paraje muy erosionado donde son frecuentes profundos barrancos, en cuyas laderas el tomillo y el esparto ocupan un terreno, no apto para el olivo, que en ocasiones ofrecen excelentes panorámicas del embalse de Vadomojón. La parte jiennense de la Vía Verde del Aceite concluye en el grandioso puente de hierro sobre el río Guadajoz, justo en la cola del embalse, de 199 m. de longitud.

A partir de este punto la vía verde conecta con la de la Subbética cordobesa.