Przesuwająca się w stronę Niemiec Armia Czerwona odbudowywała zniszczone mosty oraz tory kolejowe, a dodatkowo układała równolegle obok toru normalnego (1435 mm) tor szeroki (1524 mm) w celu uniknięcia przeładunków. Tor szeroki omijał Poznań od strony południowej i prowadził do Berlina. Po konferencji poczdamskiej tor szeroki został rozebrany, gdyż sprawiał wiele trudności przy skrzyżowaniach z torem normalnym oraz utrudniał obsługę węzłów kolejowych. Do przebudowy linii kolejowej częściowo użyto torów pozyskanych z linii kolejowej Sulechów – Świebodzin.
Lata powojenne Do 1994 r. linia kolejowa stanowiła główną arterię transportową łączącą Związek Radziecki z Niemiecką Republiką Demokratyczną. Była to jedyna linia bloku wschodniego wykorzystywana do regularnego ruchu pasażerskiego z Europą Zachodnią. Podczas drugiej przebudowy węzła Września dokonano zmiany przebiegu linii poprzez budowę odcinka Sokołowo Wrzesińskie – Podstolice (w 1977 r.) oraz korektę przebiegu za stacją Podstolice w kierunku Nekli. Pozostałościami korekty przebiegu linii są czynne linie Sokołowo Wrzesińskie – Września i Września – Podstolice oraz działki ewidencyjne po starym przebiegu linii od Podstolic do Nekli. Linia była wielokrotnie naprawiana, przebudowywana i została całkowicie zelektryfikowana w maju 1984 r.
Charakterystyka techniczna