51年9月11日完工通车，新竹至内湾全线通车营运，改称为内湾线。台北铁道公司与其所经营的新店线于1949年6月1日被台铁收购合併。1950年9月20日西部干线1次成功号、2次铭传号对号特快正式行驶，为台铁为特快列车取名之滥觞。战后复建完成后，台铁利用美援更新车辆与提升路线等级，于1960年分别向日本和美国购入R0型与R20型柴电机车，台铁迈入柴油化，台南至彰化间中央行车控制系统（CTC）也于此时完工。1970年代起台铁随着十大建设进行了西部干线电气化与东部铁路干线的扩展，连接苏澳和花莲的北回线于1973