4年6月，周恩来批示：“修成昆路主席同意。朱委员长提议使用铁道兵修。”1964年10月，为了加速国防工程及中国西南地区铁路建设，中央军委批准铁道兵扩编14.4万人，总兵员达37.2万人。1965年7月到1970年2月，中国人民解放军铁道兵先后承担了建设京原铁路、援越抗美交通保障，和管理北京地铁工程等任务。为此，又新组建了4个铁道兵师。截至1970年代初，中国人民解放军铁道兵总员额达43万人，这是中国人民解放军铁道兵人数最多时期。部队编制中除了桥梁、隧道、线路团队外，还有给水发电营、机械营、工程通信营等分队。