Mindezek mellett az ország vasúthálózatának további bővítését eredményezték a magántársaságok 1920 és 1944 közötti keskeny nyomtávú vasútépítései Szeged, Kecskemét, Cegléd, Orosháza, Debrecen térségében, valamint Zemplénben, összesen 212 km hosszban.
Az államvasutak vonalhálózatát gyarapították az ebben az időszakban végrehajtott vasút-államosítások, amelyek közül kiemelkedik 1932-ben 51 HÉV-társaság 3358 km vonalhosszat érintő, továbbá a Duna–Száva–Adria Vasút 561 km hosszú magyarországi szakaszának államosítása. Ezeken kívül 1925 és 1936 között még 246 km-nyi vasútvonal állami tulajdonba vételére került sor.
Mindezek eredményeként 1942-ben a magyarországi vasutak 14 011 km-es hálózathosszából a Magyar Államvasutak 12 743 km hosszú hálózattal rendelkezett.
Az első világháború éveiben és az azt követő időszakban a hídépítési munkák szinte kizárólag az ellenséges erők által elpusztított hidak helyreállítására, újjáépítésére szorítkoztak. Az 1920 és 1940 közötti időszakban épült át a szolnoki Tisza-híd, megépült a dunaföldvári közös vasúti-közúti híd, megerősítették a Budapest északi Duna-híd áthidaló szerkeze­teit, valamint a biatorbágyi völgyhidakat. Erdélyben a Szeretfalva–Déda vonalon két alagutat és 12 nagyobb, továbbá 53 kisebb hidat kellett mindössze két év alatt megtervezni és megépíteni.
Távközlő és biztosítóberendezések tekintetében a legfontosabb feladatot szintén a háború során elpusztult eszközök helyreállítása jelentette. Ezen túlmenően mindkét területen a már használatos berendezések mennyiségi növekedése volt jellemző. Az 1930-as évektől megkezdték a villamos állítású váltók, illetve jelzők alkalmazását.
A fázisváltós, nagyfeszültségű nagyvasúti villamosvontatási elképzelések mielőbbi megvalósítását segítette a Vonalvillamosítási Iroda létrehozása, ahol Kandó Kálmán és Verebély László irányításával céltudatos munka folyt a feladat megoldására. A próbaüzem infrastrukturális feltételeinek megteremtését követően, 1923. október 31-én megtörtént az első próbamenet. Az üzemszerű villamos vontatás a Budapest–Komárom vonalszakaszon 1932. szeptember 12-én indult meg, 1934. október 23-ától pedig már Hegyeshalomig működött a villamos vontatás.

A V40 (6. ábra) és V60 sorozatú Kandó-féle villamos mozdonyok mellett folytatódott a gőzmozdonyok hazai gyártása, amelynek eredményeit a 324, 328, 424, 402, 22, 242 sorozatú mozdonyok meg­jelenése fémjelzi. A vontatási költségek mérséklésének és az utazási sebesség növelésének igénye gyorsította fel a motorkocsik elterjedését. A Ganz-gyár motorkocsigyártásának gyöngyszeme az 1934-ben üzembe helyezett Árpád sínautóbusz, amely a nemzetközi forgalomban való részvételre is alkalmas volt. Hasonló hírnévre tett szert a Hargita motorvonat is.
Az 1920-as évek közepétől a MÁV, egyrészt a háborús veszteségek pótlására, másrészt a megnövekedett igények kielégítésére, korszerű személy- és teherkocsik beszerzésével bővítette vontatott­jár­mű­park­ját.
A vasútépítészet figyelemre méltó alkotásaként épültek fel ebben az időszakban Békéscsaba, Kiskunfélegyháza, Szentes és Zalaegerszeg állomások új felvételi épületei.
A trianoni határok kijelölésével megváltozott az üzletvezetőségek száma és működési területe. Megszüntették a Budapest bal parti és jobb parti üzletvezetőségeket, és egyesített Budapesti Üzletvezetőséget hoztak létre. Miskolc, Debrecen, Szeged, Pécs és Szombathely székhellyel csökkent vonalhálózattal tovább működtek a MÁV területi irányító szervezetei.
A közúti motorizáció fejlődésének, forgalomelszívó hatásának ellensúlyozására 1927-ben alakult meg a Magyar Vasutak Autóközlekedési Vállalata Rt., a MAVART. Ebből jött létre 1932-ben a MÁV közúti gépkocsiüzeme, a MÁVAUT, amely 1935-ben beolvadt a MÁV szervezetébe.
Az országok közötti akadálytalan vas­úti közlekedés egységes műszaki-üzemviteli feltételeinek kialakítása céljából 1922-ben jött létre a Nemzetközi Vasútegylet, az UIC, amelynek a MÁV a kezdetek óta tagja.
A MÁV Központi Kórház és Rendelőintézet 1927. évi átadása nagy előrelépést jelentett a vasutasok egészségvédelmében. Szociális célokat szolgáltak az 1925 óta megtartott vasutasnapok, amelyek bevételeit a rászoruló vasutas gyerekek megsegítésére, ösztöndíjak adományozására fordították. Az ebben az időszakban alakult kulturális egyletek, sportkörök is a vasutasok összetartozását erősítették.

A Magyar Államvasutak a második világháborútól napjainkig

A második világháború során az ország nemzeti vagyonának 45%-a pusztult el, a közlekedés kárainak kétharmadát a vas­út szenvedte el. Használhatatlanná vált 3056 km nyíltvonali és 1390 km állomási vágány, valamint 3630 csoport kitérő. A hidak 85%-a megsemmisült, a magasépítmények 60%-a elpusztult vagy súlyosan megsérült. A távközlési eszközök 90%-a, a biztosítóberendezések 75%-a, a villamosított vonalak vezetékrendszeré­nek 75%-a vált használhatatlanná.
A járműállomány döntő hányada megsemmisült vagy elhurcolták, itthon üzemképesen mindössze 213 gőzmozdony, 120 motorkocsi, 150 személy- és 1900 teherkocsi maradt.
A forgalom mielőbbi felvétele érdekében a helyreállítás gyors ütemben haladt. Ha sok helyen provizórikusan is, de 1945 végén a 7670 km vonalhálózat 90%-án, 7350 km-en már közlekedni lehetett. A vasút teljes újjáépítését követően 1949-re, az első hároméves tervidőszak végére a MÁV már képessé vált a növekvő szállí­tási igények kielégítésére.
Az 1950-es évek első felében – egyrészt a bánya- és iparvidékeken, másrészt hiánypótló vasúti összeköttetések megteremtésére – számos vonalszakasz épült, mint például a Tiszaug–Kunszentmárton (22 km), a Mezőfalva–Rétszilas (19 km), a Galgamácsa–Vácrátót (15 km) és a Hejő­keresztúr–Tiszapalkonya (15 km) vonalak. Miskolc és Kazincbarcika között második vágány építésére került sor. 
A magánvasutak államosítása már 1945-ben megkezdődött a Szeged–Csanádi, az Alföldi Első Gazdasági Vasút, majd 1946-ban a Mohács–Pécsi Vasút állami tulajdonba vételével. Ezt követte 1949-ben a Bodrogközi, Hegyközi, Nyír­egy­házavidéki, Ceglédkörnyéki, Szegedi és Debreceni Városi Gazdasági Vasút A Debrecen–Nyírbátor és az Ajka–Csingervölgyi Vasút állami birtokbavétele 1950-ben történt meg.
A budai hegyekben 1950-ben nyílt meg az Úttörővasút.
Az összes államvasúti vágány építési hossza 1955 végére 8954 vágány-km-re, a kétvágányú pályák hossza 843 km-re növekedett. A következő két évtizedben nagyszabású, egyre fejlettebb, gépesített technológiákkal, hézagnélküli felépítménnyel, korszerűbb sín- és aljrendszerekkel, kitérőkkel megvalósított pályarekonstrukciós munkákra került sor. A növekvő feladatokhoz igazodóan nagy tempóban folytatódott a záhonyi átrakókörzet fejlesztése.
A pályarekonstrukciós munkák 1950 és 1985 közötti, évi 250-300 km-es üteme részben a szállítási igények beszűkülése, részben az egyre inkább növekvő finanszírozási nehézségek miatt töredékére esett vissza. Csak az 1990-es évek második felétől indultak be újra és folytatódnak napjainkig – elsősorban a mind árufuvarozási, mind személyszállítási szempontból meghatározó vonalakon – a nyíltvonali és állomási pályafelújítások, pályarehabilitációs munkák.