化工程在许多路段均重新开辟新线，并开挖许多长隧道。位于武塔＝汉本间的新观音隧道成为全台湾最长的铁路隧道，总长10,307公尺，取代原本旧线的观音、鼓音及谷风隧道。大部分工程于2003年6月底完工，并于7月4日在花莲举行电气化通车典礼，由时任中华民国总统陈水扁亲临进行开幕剪綵仪式。2005年1月，先前受到新永春隧道涌水问题，以及南澳隧道轨道改善工程延迟影响的双轨化工程全部完成。完工后北回线列车班次密度大幅增加，并且有效缩短台北至花莲的行车时间。2016年3月1日，全线启用多卡通刷卡机。Section::