Jednocześnie linia kolejowa pełniła ważną rolę gospodarczą i cywilizacyjną dla Mielca i okolic, ponieważ ówczesne drogi dla pojazdów konnych były wtedy w fatalnym stanie technicznym i po roztopach lub większych opadach atmosferycznych były w ogóle nieprzejezdne. 23 grudnia 1937 roku podjęto decyzję o budowie bocznicy kolejowej prowadzącej do powstających wtedy zakładów lotniczych w Mielcu, która została wybudowana w sierpniu 1938 roku. Do 1939 roku linia kolejowa Dębica – Mielec – Tarnobrzeg pełniła bardzo ważną rolę w budowie Centralnego Okręgu Przemysłowego (COP) oraz rozwoju miast dawnej Galicji znajdujących się w zasięgu jej oddziaływania. Ostatnie prace remontowe prowadzone na całej linii kolejowej Dębica – Mielec – Ocice koło Tarnobrzega w okresie PRL-u miały miejsce w 1980 roku. W roku 1992 przeprowadzono prace remontowe na odcinku Chmielów koło Tarnobrzega – Padew Narodowa. W roku 1997 przeprowadzono remont linii kolejowej na odcinkach Mielec – Malinie, Tuszów Narodowy – Jaślany i Jaślany – Padew Narodowa. Dalsza modernizacja linii kolejowej, rozpoczęta w 1997 roku, została wstrzymana decyzją Dyrekcji Generalnej PKP z 29 lipca 1998 roku. W latach 90. XX wieku liczba pasażerów na linii kolejowej Dębica – Mielec – Tarnobrzeg zaczęła systematycznie maleć.