グレート・ウェスタン鉄道
8月にはグレンジコート駅(英語版)からヒアフォード駅(英語版)までの区間が広軌から標準軌に転換され、スウィンドンからグロスターを通ってサウス・ウェールズまでの区間の全線も1872年5月に同様に転換された。1874年には本線における三線軌条がチッペナムまで延長され、そこからウェイマスまでの路線は標準軌に転換された。翌年ボックストンネルも三線軌条となり、広軌の列車はブリストル以遠といくつかの支線への直通列車のみとなった。
ブリストル・アンド・エクセター鉄道はGWRへ1876年1月1日に合併した。この会社は既に三線軌条への転換を開始しており、エクセターセントデイビッド駅までの区間はGWRにより1876年3月1日に完成した。この駅はロンドン・アンド・サウス・ウェスタン鉄道と1862年から共同利用していた。この競合会社がエクセター・アンド・クレディトン線をさらに西へ伸ばし1876年にプリマスに到達し、これがサウス・デヴォン鉄道を刺激してGWRと合併することになった。コーンウォール鉄道は名目上は1889年まで独立した会社として存続したが、GWRが会社の大株主であった。最後に広軌で新線が開通したのが西コーンウォールにあるセント・アイブス・ベイ線(英語版)で、1877年6月1日に開通したが、その後1879年にプリマスのサットンハーバーで小さな広軌の延伸区間もあった。サットンハーバーには三線軌条の分岐器の一部が残存しており、広軌の軌条がそのままに残されている数少ない例である。
GWRがロンドンからペンザンスに至る全線を支配下に収めた後、残された広軌の線路の改軌作業を始めた。最後の広軌の列車はパディントン駅を1892年5月20日金曜日に出発した。その後の月曜日から、ペンザンス始発の列車は標準軌の機関車で運転された。
レディング駅からスティーブントン駅(英語版)までの次の区間ではテムズ川を2回渡り、1840年6月1日に開通した。さらにファリンドン・ロード駅(英語版)までの7.25マイル(約12キロメートル)が1840年7月20日に開通した。この間、ブリストル側でも工事が開始されており、1840年8月31日にブリストルからバース・スパ駅まで11.5マイル(約19キロメートル)が1840年8月31日に開通した。
1840年12月17日にロンドン側からの路線はスウィンドンの西にあり、ロンドンのパディントン駅から80.25マイル(約129キロメートル)の地点にある暫定的なターミナルであるウートン・バセット・ロード駅(英語版)まで開通した。ウートン・バセット・ロード駅からチッペナム駅(英語版)までの区間は1841年5月31日に開通し、同時にサイレンセスター・タウン駅(英語版)までのチェルトナム・アンド・グレート・ウェスタン・ユニオン鉄道(英語版)が接続するスウィンドン・ジャンクション駅(英語版)も開業した。この路線はGWRが工事をした独立路線で、1841年6月14日にブリストルからブリッジウォーター駅(英語版)までの最初の区間が開通したブリストル・アンド・エクセター鉄道(英語版)と同様である。GWRの本線で最後の区間となったのが全長1.83マイル(約2.95キロメートル)のボックストンネルで、1841年6月30日に開通し、これによりロンドンのパディントン駅からブリストルを通りブリッジウォーター駅まで152マイル(約245キロメートル)に列車が運行されるようになった。
ウェールズ側の港は、1906年に鉄道が開通したフィッシュガード・ハーバーに変更された。また、それ以前はウェイマス・アンド・チャンネル・アイランズ汽船・小包会社が運営していたウェイマスとチャンネル諸島を結ぶ航路も運営していた。またGWR所有の小型の船舶が、プリマスの桟橋やセヴァーントンネル開通までセヴァーン川を渡るブリストル・アンド・サウス・ウェールズ・ユニオン鉄道(英語版)の船舶に対するテンダーボートとして使われていた。
鉄道会社がバスの運営を始めたのもGWRが最初で、1903年8月17日にヘルストン駅とザ・リザード(英語版)の間であった。会社はこれをロード・モーター (road motors) と呼んでいた。チョコレートとクリームに塗られたバスが、鉄道に対するフィーダー輸送と遊覧旅行向けにGWRの営業範囲全体で運行されていた。1930年代にこうしたバスは地域のバス会社に移管されたが、そうしたバス会社のほとんどはGWRが出資していた。
GWRは、インペリアル・エアウェイズと協力して、航空輸送をカーディフ、トーキー、プリマスの間で開始した。これがのちにレールウェイ・エア・サービシズ(英語版)に発展することになる。
GWRの創業時には、イギリスにおいて真空ブレーキを備えた列車は運行されておらず、個別の車両に手ブレーキを備え、また制動手が乗務してブレーキを取り扱う緩急車が列車に連結されていた。最初に真空ブレーキを装備した貨車は、旅客列車に連結されて魚などの生鮮食料品を運ぶ貨車であった。バラスト散布用のホッパ車には1903年12月から真空ブレーキ装備車が登場し、一般貨車は1904年から真空ブレーキの使用が開始されたが、1948年に国有化されてイギリス国鉄が発足した時点ではまだ、真空ブレーキ未装備の貨車が大半を占めていた。
一般輸送に供されているすべての貨車には、電報で使うためのコードが割り当てられていた。このコードは一般的に貨車に書かれていたため、一般貨車を"Mink"、冷蔵車を"Mica"、ボイラー車を"Crocodile"、緩急車を"Toad"と呼ぶのは一般的に行われていた。
小さな駅の多くは、需要の増加に対応して改造する必要が無かったので、開業当時からあまり変わっておらず、ヤットン駅(1841年建設)、フローム駅(1850年建設、ネットワーク・レールで唯一残るブルネル式のトレイン・シェッドがある)、ブラッドフォード・オン・エイヴォン駅(1857年建設)、セント・ジャーマンズ駅(1859年建設)などにその例を見ることができる。駅が改造された場所であっても、案内標識やマンホールのふた、ベンチといったものに"GWR"と入っているのを見ることができる。
国際連合教育科学文化機関 (UNESCO) は、グレート・ウェスタン本線を世界遺産として登録する提案を検討している。この提案はイングリッシュ・ヘリテッジにより支援されており、7か所の個別地点を含んでいる。7か所はブリストル・テンプル・ミーズ駅(ブルネルの事務所、取締役会室、トレイン・シェッド、ブリストル・アンド・エクセター鉄道事務所、エイヴォン川に架かる高架橋)、バース駅とトワートントンネルからシドニー・ガーデンズまでの区間、ミドルヒルとボックストンネル、スウィンドン工場と村を含む周辺地区、メイデンヘッド橋、ワーンクリフ高架橋、パディントン駅である。