合高速运输，令本线确立为函馆至札幌的主要干道。1961年（昭和36年）10月1日的时间表修订后，特急列车「大空」开始行驶。而最初的行驶路线并没有停靠千岁线内任何一个车站，只停靠苫小牧及札幌。由1965年（昭和40年）9月22日开始千岁线进行复线化，直到1969年（昭和44年）9月25日为止，惠庭站至北广岛站、美美站至千岁站、植苗站至美美站、沼之端站至植苗站已先后完成复线化。1973年（昭和48年）9月9日，配合新札幌副都心的开发计划，北广岛站至苗穗站这段因为线形造成运输瓶颈的路段进行改建并同时复