Zalaegerszeget először egy átkötő vágány építésével kapcsolták össze Zalaszentivánnal, mellyel megteremtődött a vasúti összeköttetés a Sopron–Nagykanizsa-vasútvonallal. Ezután sorra épültek a környéken helyi érdekű vasutak, így Zalaegerszeg egyre inkább bekapcsolódott a vasút vérkeringésébe. Ez szükségessé tette fűtőház és vasútállomás építését is. Az elsőként emelt vasútállomási épület helyén 1927-ben adták át a ma is álló neoromán stílusú, Fábián Lajos által tervezett épületet (1. ábra).

A Zalaegerszegi Osztálymérnökség 1890. október 12-én alakult meg az 1890-ben forgalomba helyezett Zalaegerszeg–Kisfalud-Szentiván- és Ukk–Csáktornya HÉV-vasútvonalak pályafenntartási munkáinak elvégzésére. Ekkor még Budapest Duna Jobbparti Üzletvezetőségéhez tartozott. 1895. október 27-én került a Szombathelyen megalakult Üzletvezetőséghez.

A Zalaegerszegi Osztálymérnökség/Pályafenntartási Főnökség megalakulásától a megszűnéséig kezelésébe tartozott vonalak

Rédics–Zalaegerszeg

1890. október 12-én adták át a forgalomnak („i” rendszerű felépítménnyel, bányakavics-ágyazatba fektetett faaljakkal).
Az 1970-es években egyszerűsített felújítással épült át a vonal 23 m hosszú 48 kg/fm sínekkel vegyesen talpfa és vasbeton aljakkal építési bontásból származó vágánymezőkkel, portáldarus technológiával, zúzottkő ágyazattal. Az építésben részt vett a Betonútépítő Vállalat zalaegerszegi építésvezetősége (építésvezető: Borbolya József), valamint a Zalaegerszegi Pályafenntartási Főnökség dolgozói.
Napjainkban a Zalaegerszeg–Lenti közötti 44 km hosszú szakaszon a megengedett legnagyobb sebesség 60 km/h, a ten­gely­terhelés 21 t, Lenti és Rédics között 5 km hosszban a legnagyobb sebesség 40 km/h, a tengelyterhelés pedig 18 t.
A vonalon takarékossági okokból az 1980-as években kísérleti jelleggel „Mellékvonali Rádiós Forgalomirányítási Rend­szer” (ME­RÁ­FI) került bevezetésre. A rendszer azóta is sikeresen üzemel. A ME­RÁ­FI bevezetésekor modernizálták az útátjárókat és az állomások vágányhálózatát is.

Ágfalva–Sopron–Szombathely––Nagykanizsa

A vasútvonal építését 1860 és 1862-ben a Déli Vasút közgyűlési jegyzőkönyvben hagyták jóvá. 1865. szeptember 21-én helyezték üzembe („c” rendszerű, 12 m hosszú sínekkel, faaljakkal bányakavics-ágyazat v = 60 km/h). A vasútvonalat a Déli Vasút építette a Bécs–Sopron–Szombathely–Nagykanizsa-vasútvonal részeként.
A vonal az 1932. július 1-jei államosításig a Déli Vasút tulajdonában volt, ekkor vette át a MÁV, majd 2001. decem­ber 1-jén átadta a GYSEV részére. A MÁV indoklása szerint a vasútvonalat az Ausztriában párhuzamosan futó vasúthálózatok miatt nem tudta nyereségesen üzemeltetni. Ennek ellenére a GYSEV alternatív szállítási útirányt kívánt kialakítani, elsősorban Bécstől, az adriai kikötők és Olaszország irányába. A GYSEV rövid időn belül megkezdte a vasútvonalon a pályafelújítást, a biztosítóberendezés cseréjét, valamint a felsővezeték-hálózat kiépítését.
Zalaegerszeg vasúti kapcsolatának javítása érdekében a Szombathely–Nagykanizsa-, illetve Zalaegerszeg–Boba–Székesfehérvár-vasútvonalak összekapcsolását és egy nyomra helyezését határozták el. Korábban a régi nyomvonal Kisfaludpuszta állomásról indulva, a szombathelyi vonal felett felüljárón áthaladva kerülte meg Zalaszentivánt, és továbbhaladva vezetett Alibánfán keresztül Ukk–Boba irányba. A felüljáró alatt a szombathelyi irány változatlan maradt, a felüljáró pillérjei és az elbontott, Zalaszentivánt elkerülő nyomvonal műtárgyai még ma is állnak. Kisfaludpuszta állomás és a régi Zalaszentiván állomás között összekötő vágány volt.
Zalaegerszeg–Ukk-vonalrész 1967–69 között végzett átépítése során szűnt meg az új Zalaszentiván állomás megépítésével a Zalaszentiván–Kisfaludpuszta-szakasz.
Az átépítés keretében 1967-ben felépült Zalaszentiván új csomóponti vasútállomása. A korábban egymást külön szinten keresztező, majd ~3 km-re szinte párhuzamosan futó vonalak helyett az új állomáson fonódtak össze, majd ágazott szét a négy irány. Az állomást 1968. október 1-jén avatták fel ünnepélyes keretek között.

Körmend–Zalalövő vasútvonal

1906. december 24-én helyezték forgalomba „i” rendszerű sínekkel, faaljakkal, bányakavics ágyazattal a Magyar Délnyugati HÉV részeként. Az építés szándéka már jóval korábban felvetődött, 1882-ben a vonalról várható jövedelemkimutatás készült [1].
A vasútvonal teljes hossza 23 km, szelvényezése Körmend felől indul. A vasútvonal tervezési sebessége 40 km/h, ennek megfelelően a minimális ívsugár 250 m. A vonalon összesen 35 ív van. A legnagyobb emelkedő 15‰.
Az 1970-es években a felépítményt felújították, a síneket 48-as rendszerűre cserélték, valamint több helyen megerősítették a vágányt 2,60 mh faaljakkal és „L” jelű vasbeton aljakkal, azonban a vágány továbbra is hagyományos, hevederes illesztésű maradt. Az ágyazata 80%-ban bányakavics, 10-10%-ban zúzottkő és salak, a felújítás hiánya miatt erősen elhasználódott és szennyeződött. A felépítmény állapota a Bz. motorkocsival személyforgalom lebonyolítására megfelelő volt, azonban a felépítmény állapota sem a pályasebesség emelését, sem pedig a tengelyterhelés növelését nem tette lehetővé. Különösen vonatkozik ez a gyakorlatilag megszűnt teherforgalom visszaállítására, aminek előfeltétele a felépítmény megerősítése. A vágány gyorsan romló állapota miatt évente többszöri vágányszabályozásra volt szükség.
Az állomások közül Körmend állomás III. és IV. vágánya egyszerűsített felépítménycserével, 48-as rendszerű sínekkel, hevederes illesztésekkel és vasbeton aljakkal átépült.
Zalalövő állomás a szlovén vasúti kapcsolat kiépítése során 54-es rendszerű sínekkel, hézagnélküli kivitelben, vasbeton aljakkal teljesen átépült.
A vonalon 68 műtárgy volt, közülük 3 Zalalövő átépítésekor megszűnt. A műtárgyak közül a legkritikusabb a 35+46 szelvényben lévő 77 m nyílású Rába-híd provizóriuma, amely mihamarabbi átépítésre szorul.
2008-tól a vonalrészen a forgalom szünetel. Körmend–Zalalövő kiz. vonal a GYSEV kezelésébe került.

Szombathely–Kőszeg vasútvonal 

A Kőszeg–Szombathelyi HÉV társaság építette, és 1883. augusztus 1-jén nyitották meg („c” rendszerű sínekkel, faaljakkal, bányakavics-, zúzottkő ágyazattal).
A Soproni Pályafenntartási Főnökség vonalaként 1980 és 1983 között egyszerűsített felújítással átépítették.
1996-ban a Zalaegerszeg Pályafenntartási Főnökség átvette a vonalat, és a kilencvenes évek végén az állomásközben elvégzett gépi ágyazatrostálás után tömeges aljcserével a faaljakat használt vasbeton aljakkal kicserélte, a 48-as rendszerű használt síneket a Gyöngyösi Hosszúsíngyártó Üzemben 120 m hosszra összehegesztette, becserélés után hézagnélküli vágányt alakított ki.

Szombathely–Szentgotthárd vasútvonal

A Bécs–Sopron–Szombathely–Szent­gott­hárd–Graz-korridor magyarországi szakaszának része.
A 65 km hosszú vonalszakaszt 1872. szeptember 1-jén nyitották meg a forgalomnak, és a Déli Vasút-i hálózat részeként üzemelt az 1932. évi államosításig, majd a MÁV állagába került.
A fővonalként megépített vasútvonalon vágánymezőnként 7-8 db tölgy talpfára 6,5 m hosszú, 32,5 kg/fm tömegű, „a” jelű vassíneket fektettek, a 30 cm vastag ágyazatot bányakavicsból készítették.
A vasútvonal üzemeltetését a MÁV 2006 decemberében adta át a GYSEV-nek.
A GYSEV 2009–2010 között, európai uniós támogatással újította fel a vonalat.

Bajánsenye–Zalaegerszeg–Ukk–Boba vasútvonal

A szlovén államhatárt köti össze a Székesfehérvár–Szombathely-vasútvonallal. A Zalalövő–Bajánsenye-szakasz őrségi vasút néven is ismert, amely napjainkban Magyarország legújabb építésű vasútvonala. A 2010. május 18-a óta villamosított vonal hazánk egyetlen vasúti kapcsolata Szlovénia felé.

Ukk és Zalaegerszeg

Az Ukk állomásától kiágazva Zalaegerszegen át Csáktornyáig tartó vasútvonalat 1890. október 12-én adták át a forgalomnak. A vonal Zalaszentiván mellett keresztezte a Szombathely–Nagykanizsa-vasút­vonalat, de közös állomásuk nem volt, ezért a vonal átadásával egy időben adták át a két szakaszt összekötő kb. 1 km-es vonalat (Kisfaludpuszta-Zalaszentiván állomás).

Zalaegerszeg–Zalalövő

Hosszú, 1890-től kezdődő előkészítés után, 1913. október 8-án adták át a forgalomnak a Zalaegerszeg–Zalalövő-vasútvonalat 40 km/h sebességgel.
A vonalszakasz a Zala folyó völgyében futott, egy jelentős műtárgyat építettek a folyó felett, a vasszerkezetű, falazott pilléreken álló híd 30 m hosszú volt.
1968–69 között korszerűsítették a vonalat hézagmentes, 48 kg-os sínekkel, betonaljakkal. Több nyomvonal-korrekció történt, a legjelentősebb Türje és Zalabér között, itt a vasútvonal 4 km hosszban új, rövidebb nyomvonalon halad. A két szomszédos állomást megszüntették és összevonták Zalabér-Batyk néven. Ide kötötték be a Zalabéren becsatlakozó sárvári vasútvonalat és az addig Türjén becsatlakozó Zalabér-Batyk–Zalaszentgrót-vasútvonalat is. Türjén új megállóhely létesült az egykori állomástól északkeletre.