В начале пятилетки были восстановлены вторые пути на участках Волноваха — Мариуполь, Пятихатки — Терны и Долгинцево — Мудреная, восстановлена линия Цареконстантиновка — Верхний Токмак и отстроена часть ранее закрытых остановочных пунктов. Это способствовало увеличению пропускной способности отдельных участков и направлений, но в целом в эксплуатационной работе дорога испытывала большие трудности.

Осенью и зимой 1930–1931 годов работа магистрали резко упала, значительно сократилась среднесуточная погрузка, ухудшились основные эксплуатационные показатели. Основными причинами отставания в этот период были серьезные недостатки в организации эксплуатации паровозов. Машинисты не были закреплены за локомотивами, это вело к обезличке в их содержании, не было соответствующей ремонтной базы, что было причиной низкого качества ремонта подвижного состава. Плохое состояние пути, неудовлетворительное содержание средств сигнализации и связи, недостатки в организации движения поездов, безусловно, сдерживали рост производительности труда.

Особенно плохо дело обстояло с локомотивами. Число неисправных машин в паровозном парке дороги составляло еще почти 20 процентов, а в числящихся исправными — половина работала на предельно изношенных деталях. Все эти недостатки, вместе взятые, при неудовлетворительном состоянии трудовой дисциплины вели к браку в работе, авариям, даже к крушениям поездов.

XVI съезд ВКП(б) (июнь — июль 1930 г.) вскрыл недостатки в развитии промышленности страны, в частности, в организации всех видов транспорта и наметил конкретные меры по их устранению. Съезд поставил задачу: по-большевистски взяться за улучшение работы транспорта и двигать его развитие.

Большую работу в коренном улучшении работы транспорта сыграли июньский (1931 г.) Пленум ЦК ВКП(б), определивший задачи и направления в развитии железнодорожного транспорта, а также известное обращение ЦК ВКП(б) и СНК СССР от 15 января 1931 года ко всем партийным, советским, хозяйственным, профсоюзным и комсомольским организациям железнодорожного транспорта. Центральный Комитет и правительство призывали железнодорожников добиться решительного перелома в работе транспорта.

Социалистическое соревнование, начатое в стране по инициативе рабочих ленинградского завода «Красный выборжец», охватило к началу 1930 года металлургов и горняков всего Приднепровья. В него включились и железнодорожники. Молодые металлурги Днепропетровского завода имени Петровского решили в честь 12-й годовщины Великого Октября отработать один выходной день в фонд обороны страны. Их предложение одобрил коллектив завода. Райком партии предложил отправить весь сверхплановый металл того дня в Москву специальным поездом, названным «Красный эшелон». Для его сопровождения железнодорожники Днепропетровского узла выделили лучшие бригады. 1 ноября «Красный эшелон», в составе которого было 5 вагонов чугунных и 5 вагонов стальных труб, 4 вагона листового и кровельного железа, 22 вагона чугуна, 14 вагонов рельсов, сортового проката и другой продукции, отправился со станции Днепропетровск в столицу нашей Родины. По пути следования эшелон останавливался на крупных железнодорожных станциях. В Харькове по этому поводу состоялся грандиозный митинг, на котором выступали сопровождающие поезд. Отсюда бригада эшелона отправила телеграммы рабочим Свердловска, Донбасса, Тулы. Днепропетровцы призывали металлургов, машиностроителей, железнодорожников следовать их примеру — крепить мощь социалистической Родины.

Вся страна превратилась в огромную строительную площадку. На берегах Днепра, у Запорожья продолжалось героическое создание Днепрогэса. Возводились корпуса металлургических гигантов «Запорожстали» и «Азовстали». Шла реконструкция действующих заводов имени Дзержинского, имени Ворошилова, имени Петровского, имени Ленина, имени К. Либкнехта. Бурное развитие добывающей и обрабатывающей промышленности, грандиозное строительство влекли за собой постоянное увеличение объемов перевозок и заставляли железнодорожников работать еще напряженнее. Екатерининская железная дорога, благодаря постоянной заботе партии и правительства, постепенно набирала силу, последовательно наращивались технические мощности и осуществлялись организационные меры, направленные на обеспечение все возрастающего объема перевозок важнейших народнохозяйственных грузов.

Поэтому уже 1931 и 1932 годы стали периодом интенсивного развития основных железнодорожных узлов. В песчаных кучугурах на берегу Самары выросла крупнейшая сортировочная станция Нижнеднепровск-Узел. Почти заново построена специальная рудосортировочная станция Верховцево, реконструированы Днепропетровский, Долгинцевский и Пятихатский узлы.

Для усиления пропускной способности дороги был уложен третий путь на участке Горяиново — Сухачевка; уложены вторые пути на участке Терны — Калачевское; построены ветви Канцеровка — Днепрострой, Сухачевка — Правда; начато строительство второго моста через реку Днепр у Днепропетровска на направлении Константиноград — Нижнеднепровск-Узел — Херсон с обходной ветвью Лоцманская — Сухачевка.

Развивалось тяговое хозяйство, построены паровозные депо на станциях Нижнеднепровск-Узел и Цареконстантиновка; паровозный парк усилен локомотивами серии Э. Мощность этих локомотивов на 75 процентов превышала мощность паровозов серия О.

Эти и другие меры позволили дороге к концу первой пятилетки поднять среднесуточную погрузку более чем на 75 процентов, а погрузку руды — почти удвоить.

И все же железнодорожный транспорт пока что не мог полностью удовлетворить быстро возрастающих потребностей промышленности и сельского хозяйства в перевозках. Страна стремительно развивалась.

XVII съезд ВКП(б) принял резолюцию о втором пятилетнем плане развития народного хозяйства СССР на 1933–1937 годы. 30 января 1933 года сессия ЦИК СССР утвердила бюджет первого года новой пятилетки.

Главной хозяйственной задачей второй пятилетки СССР являлось завершение реконструкции всего народного хозяйства, освоение новой техники и новых производств, механизация сельского хозяйства. Новые задачи стояли перед железнодорожниками.

В 1933 году Центральный Комитет ВКП(б) и Совет Народных Комиссаров СССР приняли важные постановления: о переустройстве органов управления железнодорожного транспорта; о переустройстве системы заработной платы и нормирования труда на железнодорожном транспорте; о политотделах на железнодорожном транспорте.

Постановления партии и правительства содержали конкретные меры, направленные на существенный подъем уровня работы всех отраслей железнодорожного конвейера страны, вооружили железнодорожников всем необходимым для коренного улучшения работы железных дорог.

Была ликвидирована обезличка, перестроена система заработной платы машинистов и рабочих ремонтных профессий, возвращены на транспорт квалифицированные кадры, улучшена партийно-массовая работа.

Среди тружеников стальных магистралей эти меры вызвали большой трудовой подъем. На дороге с новой силой развернулось начавшееся в годы первой пятилетки социалистическое соревнование среди работников всех профессий. Множились ряды новаторов, передовиков производства, ударников. Но не всё проходило гладко. Пробравшиеся на транспорт сторонники троцкистско-бухаринской группировки пустили в ход так называемую теорию «предела», вели подрывную работу, всячески тормозили движение новаторов, пытаясь сделать железнодорожный транспорт помехой в развитии народного хозяйства страны.

Отпущенные государством во второй пятилетке 833 миллиона рублей для усиления связи Кривбасса с Донбассом, электрификации важнейших участков дороги, увеличения ее пропускной способности использовались заведомо неправильно или замораживались в проектах. Не случайно на XVII съезде ВКП(б) (январь — февраль 1934 г.) работа транспорта была подвергнута резкой критике. В отчетном докладе ЦК съезду отмечалось: может случиться, что товары есть, имеется полная возможность развернуть товарооборот, но транспорт не поспевает за развитием товарооборота и отказывается везти грузы. Поэтому транспорт является тем узким местом, о которое может споткнуться да, пожалуй, уже и начинает спотыкаться вся наша экономика и прежде всего наш товарооборот.