Рост густоты движения, увеличение мощности локомотивов, грузоподъемности вагонов и скоростей движения поездов повысили интенсивность эксплуатации железнодорожного пути. Это потребовало значительного усиления верхнего строения пути, прежде всего, за счет укладки новых типов рельсов, в том числе термически упрочненных, бесстыкового пути, железобетонных шпал, перевода пути с песчаного балласта на щебеночный и асбестовый. По мере увеличения объема производства рельсов тяжелых типов выпуск более легких типов последовательно сокращался. С 1962 года практически была прекращена укладка в путь рельсов типа Р43, а к концу 70-х годов и рельсов типа Р50. Основным типом стали рельсы весом 65 и 70 килограмм на метр длины (Р65 и Р75).

Важное значение имел переход в 1950–1951 годах к рельсам длиной 25 метров вместо 12,5 метров и с 1956 года к укладке бесстыкового пути, протяженность которого в настоящее время превышает 50 тысяч километров. Осуществление лих мер потребовало реконструкции рельсопрокатных цехов на металлургических комбинатах, увеличения числа рельсосварочных поездов на железных дорогах.

Для решения сложных технических задач при широком внедрении бесстыкового пути был выполнен комплекс научных и опытно-экспериментальных работ, что позволило разработать конструкции пути такого типа, способы его укладки и эксплуатации при больших колебаниях температур, амплитуда которых в ряде районов страны превышает 100–110 °C, а также в условиях различного плана и профиля линий. Это обусловило развитие предприятий путевого хозяйства, оснащение их новой техникой — мощными путеукладочными и козловыми кранами, гидравлическим и электрическим исполнительным инструментом, для работы с тяжелыми и длинномерными рельсами.

Промышленность поставляет транспорту термически упрочненные рельсы, имеющие в 1,5 раза больший срок службы, чем нетермоупрочненные, а также рельсы раскисленные комплексными лигатурами, позволяющими добавочно увеличить срок их службы в пути на 15–25 процентов.

Рост интенсивности и скоростей движения поездов обусловил необходимость повышения мощности и совершенствования конструкции стрелочных переводов. В 1952–1953 годах был осуществлен переход от маломощных сборно-рельсовых крестовин к цельнолитым высокомарганцовистым. С 1960 года проводится закалка остряков и рамных рельсов. Важным мероприятием явилась разработка и внедрение стрелочных переводов с крестовинами марки 1:18 и 1:22, которые обеспечивают скорость по боковому пути соответственно 80 и 120 километров в час, а также скоростных стрелочных переводов типа Р65 марки 1:11, позволяющих реализовать по прямому пути скорость до 200 километров в час. Повышение скоростей движения, значительное продление сроков службы стрелочных переводов достигается при внедрении переводов с подвижным сердечником.

Одновременно усиливалось шпальное хозяйство. Это достигалось путем постепенного перехода к увеличению количества шпал, укладываемых на 1 километр пути, — от 1440 до 1600, затем 1840 в прямых и 2000 шпал в кривых участках пути. Улучшению шпального хозяйства во многом способствовало принятое в 1955 году решение о переходе на сплошную смену шпал при капитальном ремонте пути и организации ремонта старогодных для повторного их использования. В результате срок службы шпал увеличился в 1,5 раза.

Важное значение имело внедрение железобетонных шпал. Общая протяженность пути, уложенного на таких шпалах, составляет около 55 тысяч километров.

Мощность пути повышалась также за счет перевода его на щебеночное основание и широкого применения асбестового балласта. Такое основание имеет подавляющее число главных путей.

Успешно решены и такие сложные инженерные задачи, как стабилизация волжских и окских оползневых косогоров, создание байкальских береговых укреплений, защита Черноморского побережья Кавказа от размывного действия моря, пути от размывов и селей на Закавказской, Забайкальской, Дальневосточной, Алма-Атинской, Среднеазиатской и некоторых других железных дорогах.

Произведены большие работы по замене деревянных мостов, замене и усилению металлических пролетных строений. Все более широко применяются пролетные строения сварные и из предварительно напряженного железобетона.

В результате всех этих крупных работ обеспечены высокие скорости движения поездов, повышение нагрузок от оси на рельсы и веса поездов.

Для защиты пути от снежных заносов на десятках тысяч километров пути созданы лесозащитные насаждения. Такие полосы уменьшают затраты труда на защиту пути от снега, позволяют ежегодно экономить десятки тысяч кубометров лесоматериалов, ранее расходовавшихся на изготовление снеговых щитов.

Большое внимание уделено механизации путевых работ, в первую очередь наиболее трудоемких, выполняемых при капитальном и среднем ремонтах, разработаны высокопроизводительные путевые машины, такие, как электробалластер, щебнеочистительные, путеукладчики, хоппер-дозаторы и другие.

Вторым важным направлением механизации работ в путевом хозяйстве явилась организация их по индустриальному методу, максимальный перенос работ с перегонов на звеносборочные базы. Это позволило сократить количество перерывов в движении поездов, что особенно важно в условиях высокой загрузки линий.

Для увеличения пропускной способности линий и перерабатывающей способности станций, повышения безопасности движения при поездной и маневровой работе внедряются современные средства автоматики и телемеханики.

Широко применяется на сети система диспетчерской централизации «Нева», в которой используется бесконтактная техника и достигается включение в автоматизированное управление большого числа контролируемых объектов — стрелочных переводов, светофоров. Начато внедрение системы «Луч», построенной на современной элементной базе, обеспечивающей повышенную помехозащищенность. Совершенствуются системы автоматической блокировки — создана частотная система с многозначной автоматической локомотивной сигнализацией (АЛС) для скоростных линий, система автоматической блокировки без проходных светофоров и изолирующих стыков (ЦАБ), система на новых малогабаритных реле с непрерывными рельсовыми цепями 25 герц. Новые системы автоматической блокировки и автоматической локомотивной сигнализации существенно повышают надежность работы рельсовых цепей в условиях низкого сопротивления балласта, снижают эксплуатационные расходы на техническое обслуживание аппаратуры.