1918 begann der Bau einer weitgehend parallel verlaufenden Abkürzungsstrecke der Tōkaidō-Hauptlinie von Kōzu über Odawara und Atami nach Numazu. Dem Konzern "Dai Nippon Kidō" war bewusst, dass die Atami-Bahn bald nicht mehr konkurrenzfähig sein würde und verkaufte sie deshalb am 1. Juli 1920 an den Staat. Die Fahrgastzahlen stiegen vorübergehend stark an, was vor allem darauf zurückzuführen war, dass die Dampfstraßenbahn zahlreiche Arbeiter zur Baustelle des Tanna-Tunnels beförderte. Am 11. Dezember 1922 wurde der Abschnitt Odawara–Manazuru stillgelegt, da er durch ein Teilstück der Tōkaidō-Hauptlinie ersetzt worden war. Das verbliebene Teilstück Manazuru–Atami erlitt am 1. September 1923 beim Großen Kantō-Erdbeben schwere Schäden und wurde nicht wiederaufgebaut, zumal die Stilllegung ohnehin vorgesehen war.