铁路开始施工，施工方为十余家日本工程商，梅河口-通化段率先开工，其次是1937年3月开工的通化-辑安段。1937年6月10日三源浦至通化段建成。1937年10月31日，梅辑铁路梅通段交付运营，其余线路于1939年10月1日完工，同时在鸭绿江上建成，连接满浦线，梅河口经通化、辑安至满浦的客货列车正式运营。由于赶工期等原因，这条铁路的路况欠佳。如梅河口至东通化间5处限坡，降低牵引定数40％以上。总计填挖土石达524.5万立方米，总投资伪满币2657.87万元。