职务后的孙中山有意发展中国铁路事业，在北京与袁世凯会面后，乘火车前往张家口，视察京张铁路。1916年，京张铁路管理局与张绥铁路管理局合并，称京绥铁路管理局，京张铁路成为京绥铁路的一部分。1921年4月，铁路向西延伸至绥远城。1923年1月，铁路向西延伸至包头。1928年，京绥铁路更名为平绥铁路。中华人民共和国成立后，全线正式改称京包铁路，原京张铁路成为京包铁路的一段。1924年，下花园站周边因水患而改线6公里。抗日战争爆发后，铁路落入日军之手。1939年7月25日，原京张铁路段因水害而在怀来段改线10公里，