美幸線
期成会は中央陳情を繰り返し、鉄道存続のための協力を求めてきたが「第三セクター認可は北海道の出資がなければ困難」「北海道が経営参加しない第三セクターの実現は無理」と判明し、1985年3月28日の第5回美幸線特定地方交通線対策協議会で第三セクター化による全線開業と鉄道による存続は断念し、路線バスに転換することで合意した。このときの転換交付金は開業区間の21.2km分6億3,600万円(1kmあたり3,000万円)とされ、美深町に約4億7,000万円、未成区間の歌登町に約8,600万円、枝幸町に約7,900万円が交付された。1985年9月17日で廃止、バス転換となった。営業運行最終日は8両編成の「さよなら列車」が運行し、最終列車までに3,493人が乗車し、開業以来最高の乗客数となった。第三セクター転換路線を除くと第1次特定地方交通線では最後の廃止路線であった。
美幸線の廃止直後の1985年10月、鉄道建設公団は、歌登駅の建設予定地に積み上げられていたレール1,300本(単線16km分)と2万本以上のPC枕木を、青函トンネル関連工事(木古内駅から青函トンネルまでの区間用)に転用するべく移動しようとしたが、事前の照会が鉄道建設公団から無かったため歌登町が反発し、駅予定地への取り付け道路を除雪車などでバリケード代わりに封鎖し、トレーラーでの搬出が阻止されるなどの衝突が起きた。これは翌1986年(昭和61年)2月まで続いた。美幸線の建設費は中止されるまでに、当時の額で133.4億円が投じられていた。
完成していた橋梁は解体撤去され、枝幸高架橋は1991年(平成3年)、歌登町内の橋梁も1993年(平成5年)に撤去された。
1979年(昭和54年)5月11日、運輸省は鉄建公団AB線(地方開発線・地方幹線)の工事予算を凍結するとともに、関係道府県の知事に対し「開業した場合、経営協力ができるかどうか」との質問書を送った。AB線は開業後も大幅な赤字となり、国鉄財政をさらに圧迫する見通しであるため、運営費の地方自治体負担など地元の考え方を打診しようとした。
1979年7月6日、鉄建公団は1979年度の線別事業配分計画を発表するとともに、開業後の第三セクターへの移譲、地元負担など関係地方自治体の協力が得られ、国鉄、運輸省、地方自治体との協議が順調に進めば、美幸線は1982年度(昭和57年度)の全線開業予定とした。鉄建公団枝幸鉄道建設所では「路盤工事は100%近く完了し、あとはレールを敷設するばかり。8月早々にも工事にかかれる」「路盤には砂利も敷き詰め、レールを敷くばかりになっている」と説明していた。レールや枕木も17km分が歌登駅予定地に山積みされ、レールの重量は1m当たり50kg、長さは25mという規格で、枕木はコンクリート製だった。
ただ、予算凍結解除は1979年9月に入ってからとなり、1979年度は路床造成(バラスト敷き詰め)や立体交差道路造成4カ所、凍害・漏水防止のトンネル補修(志美宇丹、第1上徳志別、第1大曲)にとどまり、レール敷設は1980年度(昭和55年度)以降に持ち越された。
北海道北部開発の拠点であった枝幸と宗谷本線を短絡する目的で計画された鉄道路線で、1953年(昭和28年)8月1日に鉄道敷設法別表第144号の2「天塩国美深ヨリ北見国枝幸ニ至ル鉄道」として予定線に追加された。枝幸へは興浜北線が浜頓別で天北線に接続、予定線の興浜線が雄武で興浜南線に接続し、興部で名寄本線に連絡する予定であったが、大消費地である旭川、札幌に出るには遠回りとなることから長年にわたって請願が続けられていたものである。
1931年(昭和6年)4月、美深町長と美深町議会議員、美深町役場吏員が仁宇布から山越えし、上徳志別、志美宇丹、歌登、枝幸と踏査したのが鉄道敷設構想の始まりで、1935年(昭和10年)5月9日に美深町長と枝幸村長が鉄道大臣、鉄道省建設局長、札幌鉄道局長らに請願した。1935年6月には鉄道省の測量班が現地測量を行い、その後も鉄道敷設運動は進められたが、戦争により中断された。
戦後の1946年(昭和21年)4月5日、美深町長、歌登村長、枝幸村長が集まり、鉄道敷設運動の開始を打ち合わせた。1948年(昭和23年)9月には美深町長と美深町議会議員らが戦後初の現地踏査を実施し、運輸大臣、建設大臣、衆議院、参議院に請願書を提出し、1948年11月30日に衆参両院で請願が採択された。
1949年(昭和24年)4月と9月に運輸省札幌地方施設部が経済調査を実施し「産業開発路線として有望である」と評価した。1950年(昭和25年)8月9日から9月4日にかけて国鉄旭川鉄道管理局の現地測量隊が測量調査を実施した。1952年(昭和27年)9月17日には美深、歌登、枝幸の沿線3町村による「美幸線敷設促進期成会」が発足した。
1953年(昭和28年)8月1日に予定線となり、1956年(昭和31年)2月24日に調査線、1957年(昭和32年)4月3日に建設線となると同時に、美深 - 仁宇布間の着工が認可され、1957年7月4日に美深駅で着工記念式典と杭打ち、1958年(昭和33年)7月30日に起工鍬入れ式、1959年(昭和34年)8月20日に国鉄札幌工事局美深工事区が開設され、建設工事が本格化した。1963年(昭和38年)7月から軌道敷設も始まり、工事は1964年(昭和39年)3月23日発足の日本鉄道建設公団に移管し、1964年9月1日から試運転が行われた。橋梁は大小20ヶ所、トンネルは無く、比較的施工しやすい線区だったが、地質が悪く、土砂崩壊した箇所もあり、防災対策に時間を要した。
枝幸側では、1960年(昭和35年)9月に現況調査を実施した。1961年(昭和36年)12月28日に全線の着工が認可され、1962年(昭和37年)6月17日に北見枝幸駅で北工区起工杭打ち式が行われた。
一時、上徳志別から歌登を経由しないで徳志別川沿いに北上し、興浜線の徳志別付近に至るルートも検討されたが、地方開発の性格もあり、歌登を経由するルートに決定し、1964年8月に北見枝幸 - 仁宇布間の地形測量と実測を行った。1965年(昭和40年)9月に日本鉄道建設公団の歌登鉄道建設所を歌登駅予定地付近に開設した。
歌登 - 志美宇丹間の大部分は、歌登町営軌道の路盤を利用することにしてルート選定を行っていたが、オホーツク海寄りの山側にルートを変更することで営業中の町営軌道を廃止することなく、工費も安いため選定を変更した。