陇海铁路
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1949年为阻止解放军西进，宝鸡至林家村一线破坏，将东沟以西14座桥涵炸毁，致使宝天段铁路全线瘫痪。
1949年8月3日天水解放，8月7日中国人民解放军第一野战军第一兵团司令员王震到天兰铁路工程处看望代理处长刘宝善，勉励铁路职工修铁路支援解放战争。1949年8月18日，中国人民解放军天水军事管制委员会交通接管处派出李昭明、赵青山等9名军代表，前往天水西站接收陇海铁路管理局宝天铁路工程处和天兰铁路工程处。9月中央军委铁道部郑州铁路局西安分局派出李伯海、李宪平等正式接收天兰工程处，定名为郑州铁路管理局西安分局天兰工程处。主要任务是抢修宝天铁路和为天兰铁路复工做准备。由于宝天铁路始终未能正式行车，基本处于瘫痪状态。1950年春，遵照毛泽东“人民军队要参加国家经济建设”号召，西北军政委员会主席彭德怀下达了修筑宝鸡到天水段铁路的命令。中国人民解放军第十九兵团第六十四军（军长曾思玉、政委王昭）和陕西军区部队奉命移师秦陇山地、渭河两岸，开始修建宝天铁路。1950年5月1日经政务院批准，合并北道埠铁工厂、机械厂、机务段、宝天工程处，在天水组建成立了西北铁路干线工程局（简称西干局），第一任局长兼政委王世泰。6月西干局成立运输管理科，负责宝鸡以西铁路的临时生产运输业务管理。西北干线局设宝天工程处负责本段改善工程的设计与施工，军工、路工合计达5.5万人。西干局只管线路的测量、设计、发包、验收，不承担施工任务，除一小部分由局工程处负责施工外，大量工程由私商承包。施工8个月，全线完成土石方400余万方。1950年初冬施工部队第六十四军奉命赴朝参加抗美援朝战争，至此施工部队伤病1086人。仅第六十四军有533位战士伤病，56人牺牲。西干局从安康、商洛、天水、定西四个地区各组织了1000多人，共计4000多人的民工队伍。1950年底西北军政委员会制定了《西北区1951年动员民工修建铁路实施方案》，提出1951年内宝天铁路畅通，天兰铁路的天水至甘谷段通车，此次施工实行社会救济、以工代赈，共动员组织31222名民工，历经7个月完成任务，宝天线终于顺利通车。1952年初，中共中央西北局书记、西北军政委员会代主席习仲勋为宝天铁路建成而修建的宝天铁路烈士纪念碑题词“功在西北、永志不忘”。彭德怀为纪念碑题词：“中国人民解放战争历时二十二年，战争方罢即进行工业、农业、交通等各项大建设。我西北人民解放军第六十四军于一九五零年春即从事修筑工程艰巨的宝天铁路，竟于是年秋基本完成，当严冬寒风凛冽之际，又进军朝鲜参与抗美援朝战争，这些伟大而光荣的事业，中国人民将永志不忘。”1986年，时任中共中央政治局委员、中央书记处书记习仲勋为宝天铁路英烈纪念馆落成题写了馆名。
1951年6月，铁道兵4000余人开赴宝鸡，参加修筑宝天铁路一期改建工程。1954年7月，一期改建工程结束。宝天铁路质量提高，全段列车运行时间由解放初期的12小时缩短为5至6小时，运输能力由80万吨提高到200万吨。1954年7月1日，郑州铁路管理局接管宝兰段，成立天水铁路分局。1954年8月阴雨连绵，水害冲毁路基359处，路堑坍塌14.3万立方米，路堤冲垮69万立方米，泥石流4685立方米，中断行车1080小时。1955年1月，天水分局归属铁道部领导。1955年1月至1958年宝天铁路第二次改造工程开始，实际投资5104万元。
1950年4月修建天水至兰州段，1952年12月19日铺轨至兰州西站，1953年7月全线通车。
1955年开始兴建郑州、兰州、徐州、西安、宝鸡等枢纽工程；1956-1970年郑州至宝鸡段改建为复线。因三门峡水库工程贺家庄至临潼段改线，全长214公里，新建24站，1958年10月开工，1960年7月基本通车，1961年因钢轨供应问题既有线莲花寺段仍沿用。灵宝、阌乡、高柏、潼关、柳枝、华州、赤水、渭南、零口、新丰镇站迁至新址，陕县、常家湾、盘豆镇、阌底、七里村、富中、下营站随旧线废弃，新建三门峡西、阳店、故县、豫灵、孟塬、华山、罗敷站。1980年郑州至商丘复线建成。
宝天铁路1958至1962年、1963至1965年、1966至1980年先后进行了4次改造工程。1975年蒸汽双机牵引运输能力600万吨，达到饱和状态，成为西北大通道的“卡脖子”区段。1975年对宝天段进行电气化改造，1980年12月5日宝天电气化铁路正式通车，运输能力提高两倍；牵引定数上行由1700吨提高到2600吨，下行由1400吨提高到2400吨；列车速度提高44％。1981年特大水害，使宝天铁路遭受到严重损害，被迫实施黄龙渠改线、葡萄园站西改线、伯阳渭滩间改线。据不完全统计，1985年至2009年，宝天铁路共发生滑坡3次，泥石流3次，中断行车88小时。
陇海铁路西段的宝鸡至兰州段508公里电气化改造于1984年4月通车。宝兰段电气化后，机车牵引定数、列车通过对数都有很大提高，并取消了天水限制口。
郑州至宝鸡段680公里电气化改造于1986年12月通车。同时从日本购置6K型电力机车，用于郑宝段电气化牵引。
2000年1月10日，宝兰段新增二线工程始建，东起宝鸡车站东闸口，西至兰州东站西闸口，全长487公里，特大桥22座、大桥67座、隧道108座，桥隧总长106.89公里，占全线总长的 22%。宝兰二线与民国时建成的宝兰一线相比，技术指标有了质的飞跃。2003年6月通车。其中宝兰二线宝天段，全长126千米，穿越88座桥梁，53座隧道，线路总长占全线的四分之一，但投资占全线的近二分之一。宝兰二线开通后，新老线共设福临堡、坊塘堡、晁峪、东口、马家湾、新拓石、新建河、元龙、社棠、天水、石家滩、颜家河、坪头、固川14个车站，关闭林家村、胡店、柿树林、渭滩、伯阳、小川6个车站。
郑徐段的电气化改造于2006年8月28日完成。东段的电气化改造于同年12月28日开工。东段西起徐州市，经邳州、新沂、东海，东至连云港市，线路全长223.954km，国铁干线I级，双线，限制坡度0.4%，最小曲线半径500米，到发线长1050米。胶新铁路、新长铁路分别在新沂西、新沂站接轨，形成“十字”交叉。该区段于1994年到1998年增建二线。该区段的电气化改造工程总投资14.3亿元，2006年开工，2009年10月完成。列车牵引定数由4000吨提高到5000吨。旅客列车行车速度由原来的120公里／小时提高到160公里／小时。
2015年，西安局重新选址，改建宝天段病害路段，彻底根治病患——陇海铁路（宝天段）灾害治理改线工程即在原有线路一侧修建一段6.2公里的新线，其中新建花道石崖特大桥、塬安坪隧道、渭河渭滩特大桥、白家庄特大桥。
2017年12月，陇海线连云港东-连云段增建二线，以满足连云港港连云港区不断增长的货物吞吐量需要。2019年，利用陇海线连云港至连云段的连云港市郊铁路项目开工。
2022年5月16日，长宽各24米、重65吨的钢棚架吊装成功，陇海铁路南北崖隧道出口柔性钢棚洞工程圆满完工，标志着世界最大跨度铁路柔性钢棚洞正式建成。
2022年8月，隴海鐵路東行線天水至寶雞段K1371至K1385改線工程正式動工，工程包括新建隧道上跨既有隧道1处，新建橋樑上跨既有隴海鐵路東行線1处，1处与既有线路平交，设计起止点与既有线路接駁。工程完成後，将停用原有的13.1公里既有線，東行列車會改經新建的9.4公里新線，列车最高时速亦将由目前的60-70km/h大幅提高至140km/h。
2024年1月18日，历时17个月建设的陇海铁路上行线宝天段社棠至元龙站改线铁路，比原计划通车日期提前半年顺利开通。项目位于甘肃省天水市麦积区，新建线路全长9.486公里，废弃既有铁路长13.164公里。主要工程内容包含：1.37公里路基；1.58公里桥涵，其中568.15米特大桥一座、3座大桥计789.7米、3座中桥计206.31米以及4座计142.1米的涵洞；隧道及明洞6.53公里；轨道铺设9.48公里，其中无砟轨道3.51公里。