As principais linhas foram imediatamente reformadas e consolidadas como uma rede única, construindo-se para isso diversos trechos. A interligação do Rio de Janeiro com Vitória foi possível com a compra da Estrada de Ferro Sul do Espírito Santo e a construção da linha interligando esta estrada a Cachoeiro de Itapemirim. A Estrada de Ferro Caravelas, também no Espírito Santo, foi posteriormente comprada pela Leopoldina Railway, assim como a Estrada de Ferro Cataguazes e a Estrada de Ferro Mauá, de Irineu Evangelista de Souza.

O serviço suburbano pela Leopoldina Railway na cidade do Rio de Janeiro já era intenso nesta época, havendo cerca de 128 trens por dia entre Barão de Mauá – a estação central, construída em 1925 – e Merití, tracionados por locomotivas a vapor.

A Leopoldina Railway era nesta época a maior ferrovia brasileira em extensão, contando com cerca de 2.900 km d elinhas. Seu tráfego consistia basicamente em produtos agrícolas como café, madeiras, e açúcar, bem com manufaturados importados. Mas com o correr dos anos começou a empobrecer. As áreas ocupadas por cafezais no Estado do Rio de Janeiro transformaram-se em pastos, as poucas indústrias não progrediram e as cargas fugiram para as rodovias. Em 1946, com a ferrovia em péssima situação, o governo interveio pela segunda vez (Decreto Lei 9.265, de 18 de maio) mas assim que a normalidade voltou, sustou a intervenção e a ferrovia voltou à antiga administração. Em 1949, em virtude de acordo celebrado entre o governo e representantes dos acionistas, a União assumiu a responsabilidade por todos os encargos financeiros da ferrovia. Designou então um administrador geral para atuar junto à diretoria inglesa e a estrada viveu nesse regime até 1951, quando foi definitivamente encampada.