然而，来自日本的威胁同时也不断增加。九一八事变后，东北三省全部被日本关东军佔领，并成立了满洲国。由于日本把满洲国作为发展成一个工业基地的计划的一部分，大举建设铁路，到1939年，满洲国内的铁路总长已超过一万公里，铁路技术发达，在世界上首屈一指，其中又以南满铁路和亚细亚号列车为代表。
对日抗战时期.七七事变发生以后，八年抗战展开。抗战期间国民政府利用军事物资着手兴建湘黔、湘桂、黔桂、滇缅、川滇等线，以便利撤退到西南四省战略大后方的战略转移。国民政府为精简组织，于民国27年（1938年