В послереволюционный период и годы гражданской войны Советское правительство, учитывая первостепенную роль транспорта для отражения интервенции и внутренней контрреволюции, а также для доставки хлеба и топлива в города, приняло ряд чрезвычайных мер к поддержанию работоспособности транспорта. В июне 1918 года советская власть национализировала железнодорожный транспорт. Железные дороги были переведены на военное положение, установлен жесткий централизм в управлении транспортом. Для управления железнодорожным транспортом в декабре 1917 г. был образован наркомат путей сообщения (НКПС). В 1918 г. на железных дорогах был введен институт военных комиссаров, позднее издан декрет «О централизации управления, охране дорог и повышении провозоспособности». Декрет запрещал вмешательство местных органов власти в дела железных дорог.

Чрезвычайные меры в сочетании с поощрением отдельных коллективов за повышение производительности труда, введение единоначалия и централизации управления, возвращение на транспорт квалифицированных рабочих и служащих, а также агитация и пропаганда, проводимые партийными органами, помогли улучшить работу железных дорог. В 1918 – 1920 гг. продолжалось строительство железных дорог, сдано в эксплуатацию 1337 км новых линий, в том числе линии Арзамас–Канаш, Оренбург–Орск.

Переход страны к мирному строительству начинался в обстановке крайней разрухи. Первая мировая и гражданская войны, интервенция привели железнодорожный транспорт в полное расстройство. Было разрушено и повреждено свыше 4000 мостов, выведено из строя более 60% ж.-д. сети, разрушено 90% локомотивного, 80% вагонного парка, свыше 400 паровозных депо и мастерских, около 3000 стрелочных переводов, более 5000 гражданских сооружений. Сильно пострадала связь: расхищено 186 тысяч километров телефонных проводов, свыше 5000 телеграфных и телефонных аппаратов. Материальный ущерб, причиненный ж.-д. транспорту составил более 4 млрд. рублей золотом.

В декабре 1920 г. по инициативе председателя Совнаркома В.И. Ленина был разработан Государственный план Электрификации России – ГОЭЛРО, утвержденный VIII съездом Советов. В документе большое место занимал транспорт: планировалось сооружение железных дорог и электрификация ряда главных направлений, превращение их в сверхмагистрали.

На начальном этапе восстановления народного хозяйства (1921–1922 гг.) в значительной мере были преодолены топливный голод и финансовый кризис. Велось восстановление ж.-д. линий, разрушенных в ходе войн. К концу 1922 г. было восстановлено капитально 1,5 тыс. мостов и временно – около 2 тыс. В 1923 – 1925 гг. наряду с восстановлением мостов, тоннелей и других инженерных сооружений проводилась замена изломанных шпал и рельсов. В этот период и последующие годы сооружались новые линии. До начала первой пятилетки было построено более 6,5 тыс. км железных дорог, в т. ч. линии: Казань – Свердловск, Нижний Новгород – Котельнич (с мостом через Волгу), Кольчугино – Новокузнецк, Ачинск – Минусинск, Бурное – Джамбул – Фрунзе и др. Реконструирована Мурманская железная дорога.

Основное внимание уделялось восстановлению подвижного состава и созданию новых образцов локомотивной техники. В соответствии с постановлением правительства в Швеции и Германии было закуплено 1200 паровозов. 1923 год стал переломным в пополнении ж.-д. транспорта отечественными паровозами и вагонами. В 1925 г. на Коломенском заводе был построен первый пассажирский паровоз С^У (Сормовский усиленный). С конца 1926 г. был начат выпуск грузовых паровозов серии «Э».

В начале 1920-х гг. разрабатывались проекты тепловозов – в Петрограде (проекты Я.М. Гаккеля) и в Москве (под руководством Л.Н. Щукина). В 1924 году в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щ^эл1) системы Я.М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л.с.) с электрической передачей. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Э^эл 2 мощностью 880 кВт (1200 л.с.), был построен в Германии по проекту русских инженеров под руководством Ю.В. Ломоносова. Этот локомотив, как и тепловоз с механической передачей Э^МХ 3 поступили в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г. на Ашхабадской железной дороге.

1926 год считается началом электрификации железных дорог в СССР, была введена в эксплуатацию первая электрифицированная линия Баку – Сабунчи – Сураханы (19 км).

В области вагонного хозяйства первоочередным делом являлся ремонт и восстановление вагонов. Принимались меры по возрождению собственной вагоностроительной промышленности. В 1923 году было налажено производство 2-осных крытых вагонов грузоподъемностью 20 т. С 1925 г. на Сормовском, Коломенском, Брянском, Мытищенском и других заводах стали выпускать 4-осные вагоны грузоподъемностью 50 т. В 1928 г. отечественные заводы начали строить по новому типовому проекту 4-осные пассажирские вагоны дальнего следования.

Большую роль в выводе железнодорожного транспорта из разрухи сыграл Ф.Э. Дзержинский. В 1921 году он был назначен Наркомом путей сообщения, оставаясь наркомом внутренних дел, председателем ВЧК. Карательными мерами против грабителей, банд, саботажников был восстановлен порядок на транспорте. В 1920 г. была проведена трудовая мобилизация лиц от 18 до 50 лет ведущих железнодорожных профессий (машинистов, слесарей, монтеров и т.п.), квалифицированных служащих.

В годы НЭПа в 1922–1925 гг. вводились новые формы и методы управления транспортом: хозрасчет, частное предпринимательство. Управлениям дорог разрешалось сдавать в аренду предприятиям, частным лицам второстепенные участки, подъездные пути, склады. Денежная выручка дорог, за исключением сумм, отчисленных в госбюджет, поступала в НКПС. Благодаря принятым мерам ж.-д. транспорт уже в 1923 г. стал не только покрывать эксплуатационные расходы, но и получать прибыль.

При Ф.Э. Дзержинском начала создаваться система хозяйства ж.-д. транспорта как «НКПС – государство в государстве». В 1922 г. в НКПС была создана Транспортная комиссия, усилилась роль Трансплана и ЦК по перевозкам. В 1924 г. в ведение НКПС передали ж.-д. строительство, ремонтные заводы, мастерские, а также ж.-д. школы и технические училища, учреждения здравоохранения железнодорожников.

Принятые меры позволили уже в 1924 году вывести транспорт из тяжелого положения. К 1926 году по объему работы был достигнут уровень 1913 года. Предстояло приступить к реконструкции ж.-д. транспорта на базе новой техники и прогрессивной технологии и строительства новых линий для освоения растущих перевозок.

Дальнейшее развитие железнодорожного транспорта было связано с проведением индустриализации страны. За годы довоенных пятилеток в СССР была проведена коренная реконструкция железнодорожного транспорта, направленная на укрепление экономики СССР и его обороноспособности.

В годы первых пятилеток в 1929 – 1940 гг. было построено 13,4 тыс. км новых железных дорог. Более половины из дорог было проложено в восточной части страны, в том числе Туркестано-Сибирская, Карагандинская дороги, линии от Свердловска на Курган и Казахстан, ряд линий на Урале, Кузбассе, Дальнем Востоке.

Крупнейшей стройкой первой пятилетки являлась Туркестано-Сибирская магистраль (Турксиб) от Семипалатинска до станции Луговая (протяженность 1442 км, введена в эксплуатацию в 1931 г.) Магистраль соединила кратчайшим путем Сибирь и Среднюю Азию, способствовала экономическому развитию районов Казахстана, Киргизии, Узбекистана. По новой дороге в Среднюю Азию пошел сибирский хлеб, лес, кузнецкий уголь, в обратном направлении – нефть, хлопок, шерсть, сельскохозяйственные грузы.

Значительное число железнодорожных линий было построено в европейской части страны. Всего за первую пятилетку было построено свыше 6 тыс. км железных дорог. Во второй пятилетке было построено около 4 тыс. км железных дорог. Новые линии оказали существенное влияние на рационализацию перевозок, разгрузку наиболее напряженных участков и сокращение дальности пробега. Огромное народнохозяйственное значение придавалось строительству магистрали Москва – Донбасс для перевозки донецкого угля в Москву, районы Центра и на север страны. В это же время началось строительство Байкало-Амурской магистрали – второй широтной железной дороги Восточной Сибири и Дальнего Востока для освоения природных богатств территорий, лежащих к северу от Амурской дороги

В 1931 г. началось строительство Московского метрополитена. 15 мая 1935 г. метрополитен был открыт для общего пользования. Движение по линиям первой очереди длинной 11 км с 13 станциями производилось с 7 часов утра до часу ночи. В первый день было перевезено 370 тыс. человек. В 1938 г. закончилось строительство второй очереди метро длиной 13,3 км.

Значительные усилия и основная часть капиталовложений были направлены на усиление технической вооруженности транспорта. За годы пятилеток было уложено 10,9 тыс. км вторых путей. Проводилась электрификация железных дорог. На электрическую тягу переведены наиболее трудные и грузонапряженные участки Закавказской, Пермской, Свердловской, Кировской дорог, Московского, Ленинградского узлов. В 1941 г. протяженность электрифицированных дорог составила 1,9 тыс. км.

Были реконструированы сотни железнодорожных станций и узлов, построены крупные сортировочные станции, введена электрическая и механическая централизация стрелок и сигналов. Более 8,5 тыс. км линий оборудовано автоблокировкой. В 4 раза по сравнению с 1913 г. увеличилась протяженность линий железнодорожной связи. Все эти меры позволили увеличить пропускную способность железных дорог в конце 1930-х гг. по сравнению с 1913 г. в 2 – 3 раза.

Несмотря на проделанную работу по реконструкции и строительству на транспорте, план первой пятилетки по ряду важнейших показателей не был выполнен. До 1935 г. было несоответствие в темпах развития транспорта и народного хозяйства, транспорт отставал от промышленности. Железные дороги оказались «узким местом» в экономике страны. Поэтому правительством были приняты меры для ускорения технического переоснащения железных дорог, усиления мощности сети, реконструкции тяги и вагонного парка, внедрения прогрессивной технологии для овладения растущими объемами перевозочной работы.

Улучшилось техническое оснащение основных отраслей ж.-д. транспорта. В целом за годы пятилеток промышленность дала ж.-д. транспорту 12,1 тыс. локомотивов. В 1931 г. Луганский завод начал выпуск паровозов серии ФД (ФД – означает Феликс Дзержинский) типа 1-5-1 с расчетной силой тяги 3,3 тыс. л.с. Это был самый мощный в Европе паровоз массового выпуска того времени. В 1930-е гг. на Коломенском заводе было освоено производство паровозов серии ИС (Иосиф Сталин) типа 1-4-2, на Харьковском заводе – серии СО (Серго Орджоникидзе) типа 1-5-0. Паровозный парк в 1940 г. на 2/3 состоял из мощных грузовых локомотивов серии ФД, СО, Э, пассажирских серий ИС, С^У. Паровозы ФД осваивали почти 40% всего грузооборота железных дорог.

К 1941 г. было электрифицировано 1,9 тыс. км железных дорог. В 1930-е годы на Московском заводе «Динамо», Коломенском заводе был налажен выпуск отечественных электровозов и оборудования. В 1932 г. был построен первый магистральный 6-осный электровоз ВЛ-19 (ВЛ означает Владимир Ленин) для равнинных дорог. Он развивал скорость до 90 км/ч. Для железных дорог с горным профилем поставлялись электровозы серии С^С. В 1934 году был выпущен первый пассажирский электровоз серии ПБ (Политбюро), в то время самый мощный электровоз (2040 кВт), развивал скорость 85 км/ч. В пригородном движении использовались мотор-вагонные поезда серии С^Э, состоявшие из одного моторного и 2-х прицепных вагонов.

Транспорт пополнился новыми вагонами. На дороги направили 301,3 тыс. грузовых вагонов, в том числе 191 тыс. 4-хосных, 11,8 тыс. пассажирских вагонов. Большегрузные вагоны составляли 40,7% грузового парка, 34,7% вагонного парка было оборудовано автосцепкой, 72,7% - автотормозами. Была создана высокоэффективная система организации, технология перевозочного процесса: единые для всей сети планы перевозок, график движения, технический план работы, система регулирования вагонных парков.

Созданные отечественными учеными, специалистами и новаторами производства технические средства не уступали западным странам. По уровню использования технических средств железные дороги СССР превосходили железные дороги развитых зарубежных стран. На улучшение эксплуатации железных дорог значительное влияние оказало распространение стахановско-кривоносовского движения.

В конце 1930-х годов по объему перевозок железные дороги СССР вышли на второе место в мире (после США) по объему перевозок и протяженности ж.-д. линий. Общая длина железнодорожной сети страны к 1941 г. составила 106,1 тыс. км. К началу второй мировой войны железные дороги явились основным видом транспорта СССР. В общем грузообороте их доля в 1940 г. достигла 85,1%, в пассажирообороте – 92,4%.

Летом 1938-1940 гг. во время вооруженного конфликта у озера Хасан, в районе реки Халкин-Гол, куда вторглись японские войска, и советско-финской войны работники железнодорожного транспорта вместе с органами военных сообщений Красной Армии обеспечили военно-оперативные перевозки на Дальнем Востоке и внесли свой вклад в успешное завершение военных операций.

В результате реконструкции железнодорожного транспорта в 1930-е годы в основном были созданы возможности для обеспечения потребностей в перевозках, необходимых для развития экономики и укрепления обороноспособности страны.