На главных направлениях дороги полным ходом развернулись реконструкция и капитальный ремонт пути. В железнодорожное полотно укладывались рельсы тяжелого типа. Большое значение для улучшения использования транспортных средств имели ускорение оборота вагонов и паровозов, а также увеличение веса грузовых поездов. Только за счет ускорения оборота вагонов за 1951–1955 годы получено свыше половины общего прироста погрузки.
В поисках средств увеличения пропускной способности дороги особое внимание было обращено на улучшение использования паровозов — основного в то время вида тяги поездов. Задача заключалась в том, чтобы увеличить мощность и производительность паровозов, улучшить условия труда локомотивных бригад, добиваться экономии топлива и снижения эксплуатационных расходов. Начались работы по теплотехнической модернизации паровозов и постепенный перевод их на нефтяное и комбинированное — уголь-мазутное отопление. Модернизация паровозов и оборудование их водоподогревателями дали первые ощутимые результаты — расход топлива снизился на 5 процентов, средний вес поезда на дороге увеличен за пятилетие более чем на 385 тонн.
Принимались меры по совершенствованию средств сигнализации и блокировки, без чего нельзя было улучшить безопасность движения. До сих пор на однопутных линиях эксплуатировался в основном электрожезловой способ поездных сношений. Сейчас, когда дорога вооружена современными средствами автоматической и полуавтоматической блокировки, постепенно забываются, а для нового поколения и в диковинку кажутся способы эксплуатации «электрожезловки».
Обмен жезлов, подаваемых на локомотив из рук в руки при помощи обруча на ходу, неминуемо замедлял скорость поезда, создавалась опасность травмирования помощника машиниста, принимающего жезл вручную. В 1951 году мастер Днепропетровского электромеханического завода связи Носоненко предложил так называемый автоматический жезлообмениватель, исключающий все эти неудобства. Остроумный прибор, разработанный Носоненко, как ни одно другое изобретение такого рода, быстро получил большую известность. Уже в 1954 году автоматический жезлообмениватель применялся на всей сети железных дорог страны.
Улучшилась работа на транспорте, улучшились и жилищные условия железнодорожников: за 1951–1955 годы они получили 70 тысяч квадратных метров жилья. На ряде узлов были построены новые клубы, школы, детские дошкольные учреждения.
14 февраля 1956 года в столице нашей Родины — Москве открылся очередной XX съезд КПСС. Съезд подвел итоги минувшей пятилетки. Как и для всей страны, они были замечательными и для коллектива дорога. По сравнению с 1950 годом грузооборот магистрали возрос в 1955 году на 71,3 процента, перевозка железной руды Кривбасса достигла к концу пятилетки 41,6 миллиона тонн. Оборот вагона ускорен в полтора раза.
XX съезд определил главные задачи на шестую пятилетку: обеспечить дальнейший мощный рост всех отраслей народного хозяйства на базе преимущественного развития тяжелой промышленности, непрерывного роста технического прогресса и повышения производительности труда.
1956–1960 годы, как и последующие, для Сталинской дороги были периодом напряженной борьбы за техническое переоснащение всего хозяйства. Особенностью этого периода является насыщение транспорта новым, более совершенным подвижным составом. На смену старотипным пассажирским вагонам с деревянными кузовами пришли цельнометаллические. Современным подвижным составом пополнялся парк грузовых вагонов. В 1956 году закончена трудоемкая работа по переводу на автосцепку всего подвижного состава. Это позволило увеличить вес поездов, значительно сократить операции по формированию и расформированию маршрутов на станциях. Одновременно проводилась модернизация вагонов, снимались устаревшие буферные приборы. Начиная с 1957 года, промышленность страны начала выпуск для грузового парка вагонов на роликовых подшипниках. Удельное сопротивление подвижного состава уменьшалось на 18 процентов, примерно на столько же увеличился вес поездов. В грузовых поездах появились четырехосные цистерны подъемной силой 60 тонн и крытые вагоны емкостью до 120 кубических метров. Машинисты получили возможность повысить скорость поездов до 100 километров в час. В конце 1958 года страна порадовала железнодорожников выпускам шестиосных вагонов с грузоподъемностью 93–95 тонн. Это очень важно для формирования тяжеловесных поездов, вмещающихся с большим грузом на более короткой длине станционных путей.
Теперь, когда транспорт мог перевозить с высокой скоростью больше грузов, назрела необходимость иметь надежный путь. В 1957 году на дороге началась укладка в путь рельсов тяжелого типа Р-65. Скорость движения поездов достигла 100 километров в час. Осевая нагрузка подвижного состава выросла до 23 тонн. В больших масштабах производились работы по постановке пути на щебень.