בצד השימוש הדתי והמסחרי, השתמש השלטון העות'מאני ברכבת חיג'אז להעברת כוחות צבא טורקיים לאזור מדינה. במהלך מלחמת העולם הראשונה נפגעה מספר פעמים בידי המורדים הערביים בפיקודו של לורנס איש ערב ובשרות האינטרסים האסטרטגיים הבריטים. התקפות אלה שימשו למטרה כפולה: פגיעה בקווי האספקה והתובלה של הצבא הטורקי, וריתוק כוחות טורקיים רבים לאבטחת המסילה - מציאות שאיפשרה לבריטים לפעול ממצרים מול התנגדות טורקית מוחלשת לכיבוש ארץ ישראל ועבר הירדן. לאחר המלחמה והתמוטטות האימפריה העות'מאנית לא חזר לפעילות קטע המסילה שמדרום לגבול ירדן-ערב הסעודית.