1960年代作出的“三线建设”战略决策为主调。1964年10月，大三线建设全面展开，以四川为中心，众多与国防相关的工程相继启动，并开展了西南铁路建设大会战。由1966年到1980年，相继建成为开发西南、西北地区的贵昆铁路、成昆铁路、川黔铁路、襄渝铁路、兰新铁路、焦枝铁路、太焦铁路等，以及为增强中部及东部地区运输能力的京通铁路、京承铁路、皖赣铁路、鹰厦铁路等铁路干线、支线100多条，全国铁路营运里程增加到49940公里，同时在长江、黄河等主要江河上修建了不少铁路桥梁，例如武汉长江大桥、南京长江大桥、兰新铁路黄