板谷峠
またスイッチバック駅は構内の有効長も余裕がなく、大型の蒸気機関車 (SL) を導入した後も列車の牽引定数は300tに制限されていた。
このため1949年(昭和24年)4月29日には周辺線区に先駆けて直流電化を実施、付随してトンネルの改修やスイッチバック駅を通過できるようにする改良工事を行ってスピードアップと牽引定数の引き上げが図られた。
その後1968年(昭和43年)9月22日に東北本線や米沢以北の区間と電化方式を共通化するため交流に変更、同時に輸送力改善のため庭坂 - 赤岩間と大沢 - 関根間を複線化、さらに1970年(昭和45年)6月30日には赤岩 - 板谷間、1971年(昭和46年)9月17日には板谷 - 峠 - 大沢間が複線化され庭坂 - 関根間の複線化を完了した。
1961年(昭和36年)10月1日より東北本線・奥羽本線でキハ80系気動車による特急「つばさ」の運転が始まった。「つばさ」は当初から福島 - 米沢間で補機として電気機関車を連結しての運転が行われ、一時期は大出力機関を積んだキハ181系による単独運転となったが、過負荷運転による故障が続出したことから、1975年(昭和50年)11月24日に485系の導入によって電車化されるまで補機の連結が続けられた。なお、それ以外の気動車列車についてはつい近年まで液体式であったためトルクコンバータによるトルク増幅効果の恩恵があったことから、補機を連結せずに単独で運転していたが、板谷峠区間では速度低下が著しかったのみならず、エンジンへの負担も著しく増大していた。