华日军占领，更名“海南线”。多座桥梁在战争中被日军炸毁，多数车站亦遭毁坏。1938年6月至1940年9月，地方抗日力量对江苏省境内线路和设施多次进行袭击。军统苏州站爆破组曾前后破坏本线17次，炸毁火车头十余个。1940年11月29日，军统苏州站和上海忠义救国军在唯亭站附近炸毁了一列专列，车上日本高官、轴心国使节和汪精卫政府官员共175人死伤；此次袭击导致《日满华共同宣言》推迟了1天签署。华中铁道株式会社管理期间，线路按日本“国铁”技术标准进行改造，对全线的钢轨、枕木、路基、道床作部分整修，但由于技术标准低，