Товариством Південно-Західних залізниць побудовано такі лінії:
Уманська, Шполянська, Новоселицька, Могилівська, а також гілки – Тростянецька, Луцька, Біловезька.
З 1 січня 1895 року Південно-Західні залізниці стали казенними. Управлінням було закінчено будівництво Біловезької гілки, побудовано гілки: Кременецька, Мизоцька, Лебединська.
З 1 січня 1897 року до Південно-Західних залізниць приєднана Фастівська лінія, а з 6 жовтня 1902 року - Волинська лінія.
Після об'єднання під єдиним управлінням всіх ліній і гілок загальна експлуатаційна довжина Південно-Західних залізниць у 1905 році склала 4404 кілометра.
До січня 1921 року межі Південно-Західної магістралі істотно змінилися. Частина її залізничних ліній відійшла до Румунії і Польщі, а Подільська, Житомирська і деякі інші були до неї приєднані. Південно-Західна, як і раніше, була самою значною магістраллю всієї мережі доріг.
Фактично весь період 1920-1930 років був періодом відновлення, модернізації і розвитку Південно-Західної залізниці. Так, у 1925 році була побудована нова лінія Чернігів-Ніжин протяжністю 83 км, а в 1927 році вступила в дію лінія Погребище-Жашків (77 км). 7 листопада 1928 року відбулося закладення будинку Київського вокзалу, що зводився п'ять років.
Будівництво нових ділянок Південно-Західної залізниці продовжувалося й у наступні роки:
· 1928 рік – Чернігів - Овруч (157 км);
· 1929 рік – Чернігів - Ново-Білицька (106 км);
· 1930 рік – Прилуки - Ніжин (65 км).
У 1934 році в складі Південно-Західної залізниці були Київський, Козятинський, Жмеринський, Бобринський, Одеський, Чернігівський райони.
Дорога з кожним днем нарощувала сили і перевізні можливості.
Так за роки війни 1941-1945 роки воїни-залізничники і спецформування НКПС відновили більше 11500 км головних і станційних шляхів, 76984 комплекту стрілочних переходів, 2756 великих і середніх мостів загальною протяжністю 272150 метрів, 13022 малих моста і труби, 46 тунелів загальною протяжністю 23230 метрів, 71172 км стовпового зв'язку, 7990 станцій і роз'їздів, 182 паровозних депо і 2545 пунктів водопостачання. Деякі лінії відновлялися двічі і навіть тричі. Поряд із відновленням зруйнованого господарства споруджувалися нова залізниця. Усього було введено в дію 9845 км нових ліній. Продовжувалася електрифікація залізничних ліній. За період війни на електричну тягу було переведено біля 400 км шляху.
На дорозі розгорнувся рух за збільшення вантажопотоку. Вже до кінця 1945 року оборот вагону був прискорений у чотири рази в порівнянні з першими місяцями після звільнення. Обсяг перевезень швидко наближався до довоєнного. Колектив станції Дарниця до кінця 1945 року провів величезну роботу - і станція була практично оснащена не гірше, ніж у 1940 році. Виросли корпуси паровозного і вагонного депо, вступила в дію механізована гірка, діяли великі станційні парки.
Заново будувалися на Південно-Західної залізниці вокзали. Чудовий вокзал у Чернігові. Добротні вокзали в Житомирі, Фастові, Миронівці, Вінниці. Із збірного залізобетону був побудований через Дніпро надійний двоколійний міст.
У п’ятдесяті роки продовжувалися роботи по посиленню технічної озброєності Південно-Західної залізниці. Якщо в 1940 році рейки Р50 і Р65 тут ледь складали 9,1% до загальної довжини шляху, то 1958 року їх було вже 28%.
Збільшилася довжина шляху, покладеного на щебеневому баласті, із 0,3% до 36,7%. У передвоєнному 1940 році на дорозі взагалі не було залізобетонних шпал, а в 1958 році вони були покладені більш ніж на 120 км.
Стрілочне господарство багатьох вузлових станцій перекладалося на електричну централізацію, а прилягаючі до них ділянки - на автоматичне і напівавтоматичне блокування.
В 1953 році були об'єднані Південно-Західна і Вінницька магістралі.
В 1956 році зріс обсяг пасажирських перевезень. Збільшилася інтенсивність руху пасажирських поїздів.
В 1957 році Південно-Західна залізниця виконала об‘єм вантажообігу, передбачений на 1960 рік.
В 1959 році до складу Південно-Західної увійшло Конотопське відділення залізниці.
В 1962-1964 роках були електрифіковані на змінному струмі лінії:
Миронівка - Фастів - Козятин - Здолбунів. До початку 1965 року загальна протяжність електрифікованих ділянок Південно-Західної досягла 573 км. До кінця 1965 року на Південно-Західній залізниці тепловози уже виконували 63%, а електровози змінного струму - 27% перевезень. Паровози залишилися в основному на малозавантажених ділянках.
З 1959 по 1965 р. три чверті залізничних колій були покладені на щебеневу основу, що замінила піщаний баласт, який не відповідав експлуатаційним можливостям нових локомотивів
До 1965 року станції Київ-Товарний, Київ-Петрівка, Дарниця, Хмельницький, Вінниця, Чернігів, Житомир, Біла Церква, Ніжин, Шепетівка і ряд інших стали значними, високомеханізованими, добре організованими вантажними комплексами.
Механізовані вантажні подвір'я були обладнані на станціях Дарниця, Кагарлик, Чернігів, Вінниця, Жуляни. Розширено вантажні подвір'я на станціях Дунаєвці, Кам'янець-Подільський, Буча, Коростень, Біла Церква, Шепетівка-Подільська, Житомир, Бровари.
У 1970 році Південно-Західна залізниця вийшла на новий рівень розвитку, що дозволяє вести мову про перспективні досягнення європейських і світових стандартів. З 1 січня 1971 року на Південно-Західній залізниці почав працювати обчислювальний центр.
До початку 80-х років на Південно-Західній залізниці була впроваджена автоматизована система керування перевізним процесом.
Починаючи з 1970 року весь наступний час можна умовно розділити на три періоди: із 1970 по 1985 р., із 1985 по 1990 р, із 1991 до теперішнього часу.
Перший із них характеризується підвищенням рівня технічної оснащеності дороги по комплексу всіх господарств. Його супроводжували найбільший приріст перевезень і підвищення інтенсивності використання виробничих фондів дороги, що позначилося на фінансово-економічній ефективності й успішному рішенні соціальних питань.
У той же період на Південно-Західній залізниці був створений необхідний резерв виробничих потужностей: довжина нових ліній збільшилася на 214 км, інших шляхів - на 202 км, станційних шляхів - на 484 км, було електрифіковано 383 км шляху, обладнано автоблокуванням - 1200 км, 338 стрілок оснащені електричною централізацією. Перевезення пасажирів зросли до 110 мільйонів чоловік на рік. Перевезення вантажів зросили на 90 мільйонів тонн.
Другий етап ознаменувався як час перебудови. В усіх сферах економіки країни усе виразніше проступали риси кризи. Це, звичайно, стало позначатися на діяльності Південно-Західної магістралі.
Третій етап, що включає і теперішній день, - час розпаду Радянського Союзу, час народження на його просторі незалежних суверенних держав. Україна, як суверенна держава, визнана світовим співтовариством, почала пошуки шляхів виходу з економічної кризи.
За неповний 1991 рік була здійснена електрична централізація на станції Житомир, побудований парк прийому на станції Козятин-І. У Білій Церкві реконструювали майданчик для навантаження великовагових вантажів. Успішно проводився капітальний ремонт 23 вокзалів, реконструкція 17 пасажирських платформ.