В годы войны стратегическое значение приобрела дорога к Архангельску, куда поступали военные грузы от союзников. К этому городу-порту от Вологды была проложена узкоколейная линия, имевшая до войны местное значение. Она была рассчитана на движение одной пары пассажирских и трех пар товарных поездов, что позволяло перевозить в среднем 50 тыс. пудов в сутки. Во время войны через Белое море и Архангельск пошел основной поток иностранных грузов, в том числе для действующей армии. К началу 1915 г. в Архангельске скопилось 20 млн. пудов угля, 4 млн. пудов других грузов, 3 тыс. автомобилей. МПС решило реконструировать участок Архангельск — Вологда, установить смешанный железнодорожно-водный путь от Архангельска по Северной Двине до Котласа и далее по линии Котлас — Вятка и построить новую линию к Белому морю от Петрограда через станцию Званка.

Первоначально на участке Архангельск — Вологда было устроено 13 разъездов. С Рязанско-Уральской и Московско-Киево-Воронежской железных дорог передали 26 паровозов и 480 товарных вагонов узкой колеи. С новгородской узкоколейной линии командировали еще 7 паровозов и 45 платформ. За границей (в США) заказали 30 новых паровозов, а 500 вагонов заказали отечественным заводам. В результате предпринятых мер к апрелю 1915 г. вывозная способность этого участка достигла 170 вагонов в сутки.

Осенью 1915 г. министерство приняло решение перешить участок Архангельск — Вологда на широкую колею. При этом, чтобы не парализовать движение, широкую колею укладывали на новое земляное полотно рядом с узкой колеей. С распоряжением о перешивке этой дороги, по мнению генерала от инфантерии Н.А. Данилова, руководство МПС и Военного министерства опоздало. Россия не сумела своевременно получить необходимые ей военные и гражданские грузы. Перешивка всего участка Архангельск — Вологда была завершена в январе 1916 г. Это привело к тому, что по дороге могло проследовать до 390 вагонов в сутки. После реконструкции станции Архангельск этот показатель можно было улучшить. Но по географическим условиям сделать это было трудно. В связи с трехкратным увеличением перевозки грузов по Северной Двине МПС предприняло усилия по реконструкции линии Котлас — Вятка. Пропускная способность ее возросла с 6 до 10 пар поездов в сутки или со 144 до 240 вагонов.

31 декабря 1915 г. открылось движение по второй колее от станции Рыбацкое Николаевской железной дороги до станции Званка Северных железных дорог (103 версты). На линии Вятка — Званка было устроено 58 разъездов с двумя запасными путями каждый, на 10 станциях были удлинены пути, на 22 станциях уложены дополнительные запасные пути. На Северных железных дорогах было проведено 3600 верст телеграфных проводов и установлено 660 телефонов. Начальники отделений получили устойчивую связь со всеми станциями и разъездами. Станции продолжали оснащаться быстродействующими телеграфными аппаратами французского инженера Ж. Бодо.

Другим важнейшим направлением стала дорога, связывающая центральные районы страны с портом Владивосток. На Пермской железной дороге было устроено 5 разъездов, переустроены 2 станции в Екатеринбурге, на 11 станциях уложены дополнительные пути. На 19 станциях стрелочные посты получили телефонную связь с конторами дежурных. В 1916 г. на дорогу поступили американские паровозы серии Е «Декапод» и предельный вес состава повысился с 43 тыс. пудов до 70 тыс. пудов, а в летнее время до 75 тыс. пудов. В декабре 1915 г. была завершена работа по установке телеграфного оборудования от Вятки до Екатеринбурга (814 верст), а 1 февраля заработала диспетчерская связь со станциями на расстоянии 1196 верст.

На Самаро-Златоустовской железной дороге построены вторые пути на участках Кисегач — Челябинск, и начались работы по укладке вторых путей на участке Симская — Чишмы, узловой станции примыкания к Самаро-Златоустовской ж. д. Волго-Бугульминской ж. д. На участке Кинель — Кропачево были переустроены 80 станций и разъездов для пропуска составов в 75 вагонов вместо 45. На 106 верст увеличены станционные пути. На станции Безымянка строились новые паровозо-вагонные мастерские, которые должны были обслуживать подвижной состав трех дорог: Самаро-Златоустовской, Сызрано-Вяземской и Ташкентской. На дорогу в 1915 г. поступили 70 паровозов серии Щ взамен паровозов серии О и американские паровозы «Декапод», что потребовало усиления 43 мостов и сооружении новых поворотных кругов на станциях Кропачево, Похвистнево, Самара и Уфа. На пяти перегонах было введено подталкивание составов. На участке Батраки — Самара пропускная способность составила в 1916 г. 35–38 пар поездов в сутки, Самара — Кинель — 33 пары, Кинель — Похвистнево — 18 пар, Кропачево — Златоуст — 20–21 пара. В работах по модернизации дороги участвовали 2329 военнопленных. Управление дороги в 1916 г. поставило вопрос о привлечении на дорогу еще 6 тыс. военнопленных и 20 тыс. вольнонаемных китайцев.

На Омской дороге были открыты 19 разъездов на участках Екатеринбург — Куломзино и Екатеринбург — Челябинск. Строились еще 47 разъездов на разных участках (к 1917 г. построены здания, установлены семафоры и уложены пути), уложены дополнительные пути общей длинной 10,2 верст. На ст. Екатеринбург построен новый поворотный круг и угольные склады для паровозов. На берегу р. Туры строились складские помещения для угля на 20 млн. пуд. Для вывоза руды на военные заводы Урала началось строительство ветви Синарская — Нижняя. Построено несколько небольших ветвей для нужд государственной обороны к заводам Главного интендантского управления Военного министерства, к складам с холодильными установками, к электролитному заводу и т. п. Для снабжения армии хлебом на 46 станциях построено 135 пакгаузов вместимостью свыше 12 млн. пудов. В Кургане, Омске, Петропавловске, Тюмени, Челябинске сооружены холодильники-бойни. На деповских станциях велось строительство эстакад для загрузки льда в вагоны-ледники. На строительстве путей, складов, элеваторов, холодильников и т. п. широко использовался труд военнопленных.

Огромное значение для перевозки грузов из Владивостока имела Томская железная дорога, протянувшаяся через всю Западную Сибирь. Это была одна из самых технически оснащенных дорог Сибири и Дальнего Востока. От Ачинска до Иннокентьевской была завершена укладка второго пути. Здесь были уложены рельсы типа IIIа, что позволило увеличить вес поездов до 68 300 пудов. В 1915 — июле 1916 г. на станциях уложено 62,9 верст запасных путей. Наибольшему развитию подверглась ст. Юрга. На ней дополнительно уложено 7,58 верст пути, что вызвано примыканием к ней Кольчугинской ж. д. В Нижнеудинске была пущена в эксплуатацию эстакада с механической подачей угля на тендер паровоза. Завершалось строительство такой же эстакады в Иланской. Водоснабжение позволяло пропускать от Новониколаевска до Иркутска 48 пар поездов в сутки. Дорога использовала в основном грузовые паровозы типа О, Ч, в, пассажирские — К и С. На станциях Зима и Тайга формировались маршрутные поезда для движения в западном направлении, что позволяло ускорить продвижение грузов. Средняя скорость товарных поездов в 1916 г. была 20,4 верст в час.

В результате всех предпринятых мер удалось увеличить скорость движения товарных поездов от Владивостока до Петрограда (через КВЖД) с 9 до 16 верст в час и сократить время в пути с 35 до 19,7 суток.[106]