Вернулись к этому вопросу уже вскоре после окончания войны, усилиями все того же А.П. Синявского. В октябре 1946 года, демобилизовавшись из рядов советской армии, он вновь стал добиваться начала строительства детской железной дороги в Ленинграде. В январе 1947 года благодаря его стараниям исполком Ленгорсовета принял решение «О строительстве в Ленинграде детской железной дороги». На основании этого вышел приказ начальника Северо-западного округа железных дорог Б.К. Саламбекова, согласно которому двухпутной линии Малой Октябрьской железной дороги длиной около 9 км надлежало проходить от ЦПКиО имени Кирова (Елагин остров), вдоль территории Комендантского аэродрома, до поселка Коломяги и далее, по бывшей Озерковской линии Приморской железной дороги через поселок Алексеевка до Озерков.
Параллельно с проектированием и строительством МОЖД отделу подготовки кадров поручалось начать обучение юных железнодорожников, и уже 15 января 1947 года объявили об официальном открытии специальных курсов по подготовке юных железнодорожников, хотя фактически основу для них заложили намного раньше: ею стала железнодорожная лаборатория Дворца пионеров. Всех слушателей курсов распределяли по специальностям. Занятия службы тяги проходили в Дорожном доме техники, службы пути — в Техникуме железнодорожного транспорта имени Дзержинского, а службы движения и службы связи и СЦБ — во Дворце пионеров.
К 15 февраля 1947 года подготовили в целом и проект детской дороги. В общих чертах он совпадал с приказом Б.К. Саламбекова. Отличие состояло в том, что отказались от второго пути. Вскоре начались строительные работы на трассе будущей дороги. В том месте, где путь должен был проходить по трассе бывшей Озерковской ветки (перегон Зоопарк—Озерная), в кратчайшие сроки построили ширококолейную ветку, по которой осуществлялся подвоз на грузовых платформах балласта из карьера. По окончании всех подготовительных работ путь перешили на узкую колею.
«При строительстве дороги использовали не только старое земляное полотно, но и старые рельсы, — отмечает исследователь истории детских железных дорог Дмитрий Сутягин. — Перед отступлением фашисты попытались уничтожать за собой все железные дороги, рубя рельсы на куски длиной 1—2 метра. В таком виде они были уже непригодны для использования на „большой“ железной дороге, но вполне сгодились для „малой“, где нагрузки на путь, да и скорости существенно меньше. Из рубок сварили рельсы стандартной длины 12,5 м и уложили в путь. На Малой Октябрьской до сих пор можно встретить такие рельсы, на которых обозначен год выпуска: 1878, 1892, 1901, попадается много трофейных рельсов с надписями латинскими буквами».
В строительстве дороги приняли участие ученики ремесленных училищ и школ ФЗО. К 1948 году построили 8,1 км пути и три станции: Кировскую (примерно там, где сейчас находится станция метро «Новая Деревня»), Зоопарк (сразу за 2-й Никитинской улицей в Коломягах, у церкви Св. Дмитрия Солунского) и Озерную. Самым сложным участком всей линии являлся подъезд к станции Зоопарк со стороны Кировской, то есть подъем на горку в Коломягах. Крутой подъем паровозы преодолевали иногда даже не с первого раза. Еще одной достопримечательностью детской железной дороги служил также свайный мост через Черную речку. Оба перегона (Кировская—Зоопарк, длиной около 4,7 км, и Зоопарк—Озерная, длиной около 2,8 км) оборудовали электрожезловой системой с семафорами в качестве сигнальных устройств.
Главной на линии являлась станция Кировская. Рядом с ней находилось управление МОЖД, на ней же устроили пункт экипировки паровозов, оборудованный пневматическим краном-углепогрузчиком. На обеих конечных станциях соорудили разворотные треугольники, а на станции Озерная еще и эстакаду для перегрузки узкоколейного подвижного состава с «широких» грузовых платформ на пути детской дороги.