En marzo de 1944 se volvió a habilitar el funcionamiento del ferrocarril trasandino desde Los Andes a Mendoza bajo la nueva administración estatal. La participación de ambos estados significó el aporte de nuevos capitales que permitieron la modernización de sus operaciones, reanudando el servicio de pasajeros tres veces a la semana en verano y dos durante el invierno.

En la segunda mitad del siglo XX el viaje desde Buenos Aires a Santiago demoraba unas 36 horas. El ferrocarril desde Buenos Aires tardaba 20 horas en llegar a Mendoza, ciudad en la cual se realizaba el transbordo al ferrocarril trasandino, que demoraba 12 horas en llegar a Los Andes. Allí se realizaba el transbordo a Santiago o Valparaíso, lo que implicaba un viaje de tres horas más.

Por su parte el servicio internacional de carga, con ocho trenes diarios, mantuvo un flujo muy inestable desde 1944 hasta 1984, con una carga promedio en torno a las 65.000 toneladas anuales. No obstante, las deterioradas relaciones diplomáticas entre Chile y Argentina a partir de 1978, sumado a la inauguración de la carretera internacional Los Andes-Mendoza durante 1982, llevaron al ferrocarril a una crisis que se agravó con el aluvión de 1984, que lo paralizó definitivamente. A pesar de lo anterior, el tramo más bajo de dicho trazado, desde Los Andes hasta la estación de Río Blanco, se mantuvo en operaciones. En Río Blanco la línea fue desviada hasta las instalaciones de la mina de cobre de Saladillo, perteneciente a Codelco, para de esta forma transportar el mineral a la ciudad de Los Andes.