Кроме перевозок, железнодорожные войска также решали задачи по восстановлению разрушенных железных дорог. Но оказалось, что они к этому не готовы из-за недостаточной технической оснащенности железнодорожных войск, слабого обеспечения их восстановительными материалами, а главное – отсутствия опыта организации и производства таких работ и единого управления восстановительными силами и средствами.
Поэтому постановлением ГКО в январе 1942 года общее руководство всеми восстановительными и заградительными работами было возложено на Народный комиссариат путей сообщения, в составе которого было образовано Главное управление военно-восстановительных работ (ГУВВР) во главе с генералом Н.А. Просвировым. Во всех фронтах были сформированы соответствующие управления военно-восстановительных работ (УВВР) и организованы головные базы восстановительных материалов. А для координирования работы всех видов транспорта в феврале того же года при ГКО был образован Транспортный комитет под председательством И.В. Сталина, заместитель А.А. Андреев.
Принимается ряд действенных мер по нормализации работы железнодорожного транспорта. Однако трудности продолжали оставаться. Они были вызваны большой потерей подвижного состава. Кроме того, после временной потери Донбасса каменный уголь для паровозов, эксплуатировавшихся на железных дорогах Центра и Поволжья, пришлось завозить из Кузбасса, Сибири и других районов на расстояние до 3 тыс. км. В качестве временных мер на Северной, Кировской, частично Калининской, Московско-Киевской, Горьковской, Ярославской и Октябрьской железных дорогах паровозы были переведены на дровяное отопление. Всего в 1942 году было построено 3145 километров основных железнодорожных линий и восстановлено 4619 километров.
Во второй половине 1942 года путем массированных бомбардировок немецко-фашистское командование пыталось нарушить работу железных дорог, подходящих к Сталинграду. За время битвы под Сталинградом враг сбросил на Рязано-Уральскую и Юго-Восточную железные дороги, обслуживающие войска Юго-Западного, Донского и Сталинградского фронтов, более 90 тыс. бомб. Но, несмотря на это, с июля по декабрь 1942 года на Юго-Восточной и Рязано-Уральской железных дорогах ежесуточно выгружалось от 1350 до 1850 вагонов с воинскими грузами. А общий объем воинских перевозок в район Сталинграда с июля 1942 года по 1 января 1943 года составил 3269 поездов (160 783 вагона) с войсками и 1052 поезда (42 094 вагона) с материальными средствами.
К началу второго периода войны на железных дорогах сложилась трудная обстановка. На 1 февраля 1943 года на сети железных дорог скопилось 126 тыс. вагонов (каждый четвертый – рабочего парка вагонов страны) с воинскими грузами. Имели место и другие недостатки, связанные с нарушениями правил обеспечения безопасности движения поездов, трудовой дисциплины, неорганизованностью в работе.
В январе 1943 года ЦК ВКП(б) и СНК СССР потребовали от всех советских и партийных органов оказать всемерную помощь железнодорожному транспорту. Предлагалось возвратить на транспорт железнодорожников, работавших в других отраслях народного хозяйства, укрепить кадры и усилить работу с ними. В целях повышения трудовой дисциплины на железнодорожном транспорте Указом Президиума Верховного Совета СССР от 15 апреля 1943 года железные дороги СССР были объявлены на военном положении. Все рабочие и служащие железных дорог объявлялись мобилизованными на время войны. Они закреплялись для работы на железнодорожном транспорте, и на них распространялись все законы, действовавшие в РККА, вплоть до расстрела.
Все это было обусловлено стратегическими замыслами ведения войны – с марта по август 1943 года начались воинские перевозки, связанные с подготовкой Курской битвы. В этот период Брянскому, Центральному, Воронежскому и Степному фронтам железнодорожным транспортом было доставлено 3177 эшелонов с войсками и 2543 поезда с материальными средствами. Только на этапе подготовки оборонительного сражения выгрузка воинских эшелонов в районе Курского выступа доходила до 120 поездов или 6 тыс. вагонов в сутки.
Особенно высокие темпы выполнения воинских перевозок были отмечены при подготовке и в ходе Белорусской наступательной операции. Они в два раза превысили среднесуточные темпы воинских перевозок периода подготовки к Курской битве. Всего с 1 по 23 июня 1944 года 1-му Прибалтийскому, 3-му, 2-му и 1-му Белорусским фронтам было подано более 75 тыс. вагонов с войсками и материальными средствами (в среднем 90–100 поездов в сутки). В то же время опыт Белорусской и ряда последующих операций показал, что при наступлении войск с высокими темпами возникают значительные трудности при восстановлении железных дорог.
В целом же, общий объем воинских железнодорожных перевозок в 1944 году достиг наивысшего уровня за весь период войны и составил 126 389 поездов (5718,9 тыс. вагонов).