此后集集线成为南投地区唯一的联外铁道。1999年9月21日发生的九二一大地震，造成集集线毁坏严重：集集车站倾斜，多处路线铁轨也扭曲变型。直到2001年1月21日才修复通车，并持续转型成为台湾着名观光铁路之一。在复驶后除因部分路段不能运行而改道，受损的轨道、路基和号志等被移至「921大地震纪念馆」展示，以资纪念。集集线也是2010年上映、以铁路故事为题材的电视电影《记得我们爱过》的舞台。2014年10月28日，集集线与日本千叶县夷隅铁道缔结姊妹铁路。2016年8月27日，集集线与日本静冈县天龙