Az első változat szerint a teljes, a 2000-es évekbeli átépítésekből kimaradt Nyugati pályaudvar–Kőbánya-Kispest-vonalszakasz megújítása valósult volna meg 2020-ban. Több hónapos egyeztetések nyomán, részben az egyéb nagyprojektek forgalmi zavartatásával való átfedés, részben az M3 metró déli szakaszának felújítása miatt, ezt elvetették, és 2019 de­cemberében született meg a felső vezetői döntés a Nyugati pályaudvar–Városliget-elágazás közötti vonalszakasz rekonstrukciójáról.
A kitűzött cél egyrészt a 80 km/h pályasebesség hosszú távú visszaállítása, másrészt a zavarérzékenység lehető legkisebb mértékűre való csökkentése volt. A munkába veendő pályarészt vázlatosan a 4. ábrán szemléltetjük.
Az átépítés kiemelt munkaként, a 2020. évi outsourcing felújítás keretében, a MÁV FKG Kft. szervezésében és fővállalkozásában valósult meg. A beruházás összege ~3,8 Mrd Ft.

A tényleges munkavégzést megelőzően, az úgynevezett „nulladik ütemben” került sor a projekt területén kívüli pályaszakaszok megerősítésére a 100a és a 120a vonalon, valamint a depóniaként használt Rákosrendező állomáson és Rákos állomáson. Ennek során síncseréket, szigeteltsín-cseréket, aljcseréket, furatjavításokat végeztünk el. Ezek által csökkent a tényleges átépítés ideje alatti hibák előfordulásának kockázata, a vasúti forgalom zavarérzékenysége.
Az ütemezést alapvetően befolyásolta a szomszédos vágányokon bonyolított vasúti forgalom, a tényleges vonatmentes időszak, amikor a szomszédos vágányon nem történt közlekedés, ez éjszakánként négy-hét órányi volt.
További nehézséget jelentett a bontott vissznyereményi anyagok kiszállítása és a beépítendő anyagok beszállítása, amelyet – alkalmas tárolóterület híján – nagyobb távolságról kellett megoldani, például a bontott ágyazat deponálását Rákos állomás használaton kívüli területein lehetett legközelebb kialakítani.
A munkaterületen jelentős mennyiségű közmű található, ami a munkákat megnehezítette. GSMR, erősáramú, távközlési és biztosítóberendezési vezetékek, hagyományos vonóvezetéki rendszer, víz- és szennyvízvezetékek, amelyekre az üzemeltető szervezetek által szolgáltatott adatok, helyszíni kitűzések alapján a munkavégzés során fokozott figyelmet fordított a kivitelező. E tevékenység alaposságát mutatja, hogy a teljes, 3,5 hónapos vágányzári idő alatt összesen két esetben történt kábelvágás, és ezek sem okoztak jelentős fennakadást az üzemvitelben.

A pályaépítés ütemei:

• Nyugati pályaudvar 9–2. kitérő között vágányátépítés (1180 vm) május 11. 01:00-tól június 4:30 óráig;
• Nyugati pályaudvar 7–1. kitérő között vágányátépítés (1181 vm) június 7. 21:30-tól június 20. 4:30 óráig;
• Nyugati pályaudvar 1. kitérő–Városliget-elágazás A/4. kitérő között vágányátépítés június 19. 22:15-től július 27. 4:00 óráig;
• A/1. és A/4. kitérő és csatlakozóvágány-csere (Városliget-elágazás A/4. kitérő–Kőbánya-teher jobb vágány) július 10. 22:15-től július 13. 4:00 óráig;
• A/11. kitérő és csatlakozóvágány-csere (Városliget-elágazás A/4. kitérő–Kőbánya-teher jobb vágány) július 17. 22:15-től július 20. 4:00 óráig;
• Nyugati 1. kitérőcsere július 20. 4:00-tól július 27. 4:00 óráig;
• Nyugati 2. kitérőcsere július 24. 22:15-től július 27. 4:00 óráig;
• Nyugati pályaudvar 2. kitérő–Városliget-elágazás A/9. kitérő közötti vágányátépítés július 24. 4:00-tól augusztus 31. 4:00 óráig;
• A/2. kitérő ágyazat- és csatlakozóvágány-csere (Városliget-elágazás A/9. kitérő–Kőbánya-teher bal vágány) július 31. 22:00-tól augusztus 3. 4:00 óráig;
• A/3. és A/7. kitérő- és csatlakozóvágány-csere (Városliget-elágazás A/9. kitérő–Kőbánya-teher bal vágány) augusztus 14. 22:00-tól augusztus 17. 4:00 óráig;
• A/8. és A/9. kitérő- és csatlakozóvágány-csere (Városliget-elágazás A/9. kitérő–Kőbánya-teher bal vágány) augusztus 21. 22:00-tól augusztus 24. 4:00 óráig;
• forgalomba helyezés augusztus 30. 10:00-tól 80 km/h alkalmazható sebességgel, 210 kN engedélyezett tengelyterheléssel.

A kivitelezési technológia meghatározásánál alapvető szempont volt az utasforgalom akadályoztatásának minimálisra csökkentése, az elvárt műszaki tartalom megvalósítása a technológiailag lehetséges legrövidebb időn belül. Mindezek eredményeként a földmunkás technológiával történő átépítés és kitérőcsere mellett döntöttek.

Az egyszerűsített korszerűsítés keretében a régi, 48 rendszerű, hevederes, talpfás felépítmény 54 rendszerű, hézagnélküli, betonaljasra épült át, a teljes ágyazati anyaggal együtt, földmunkás technológiával. A vágányok alépítményébe szemcsés anyagú védőréteg (szakaszonként változóan SZK1 vagy SZK2), és geotextília, georács került beépítésre.
A Nyugati pályaudvar–Városliget-elágazás között fekvő, kis sugarú (R=520 m), úgynevezett „állatkerti ív” geometriája által okozott többletterhelés miatt LI betonaljakkal és az ív külső sínszálában edzett fejű sínekkel épült meg.