國府繼之

第二次世界大戰末期，由於台灣是日本侵略亞洲的南進基地，所以遭受美軍猛烈的空襲轟炸，鐵路運輸遭受嚴重破壞。戰後初期，國民政府成立台灣鐵路管理局管理台灣的鐵路運輸事務，並開始恢復日本人所留下的原有鐵路建設，成為了台鐵成立初期的首要工作。

國民政府來台後，大抵維持日治時期的情況。1946年，國民政府繼續完成竹東線， 1951年全線完工通車。到50年代左右，政府開始推動「進口代工業」等經濟政策，過去以運送大宗物資如水泥、肥料及農林礦產見長的鐵路，面對量小值高的各類工業產品，優勢不再，貨運上難與公路運輸競爭。而1978年，中山高速公路通車後，連鐵路客運也逐漸衰退，甚至導致今日鉅額虧損的局面。

1973年，政府推動「十大建設」時，鐵路建設佔了兩項，即「鐵路電氣化」 、「北迴鐵路」。 1979年，縱貫鐵路完成電氣化，自強號開始投入台鐵營運，台北到高雄的乘車時間大幅縮短為4小時，減少了南北的運輸時間；同年12月30日，北迴鐵路通車，東西部的鐵路也完成了連結。

1979年，政府繼續推動「十二項建設」，修建南迴鐵路，完成台灣環島鐵路網，以及繼續全面電氣化台灣鐵路和統一軌距。 1982年臺東線將原本的762mm軌距改成跟西部鐵路一樣的1,067mm軌距，與北迴線完成直通。 1991年，南迴線完工通車，「台灣環島鐵路網」正式完成。

除了主幹線的建設外，台鐵也陸續修建了深澳線、林口線、東勢線、中和線、東港線等支線鐵路，以提供貨運或客運服務。　

到了80年代，都市捷運系統就成為解決交通問題的法寶。而台鐵一些穿過都市但經濟價值不高的路線，則不斷討論將改造為輕軌捷運來當成大眾運輸系統，這對提昇生活品質皆大有助益。2007年高速鐵路通車，整個西半部都會涵蓋在一日生活圈的範圍中，台灣南北的差距大幅縮減。