В 1934 году в целях эффективного и грамотного управления советскими магистралями ряд железных дорог был разукрупнён. Постановлением совета народных комиссаров тысячекилометровый участок Транссиба был выделен в состав Южно-Уральской железной дороги с управлением в Челябинске. 15 апреля 1934 года ЮУЖД приступила к работе.
В то время основным видом локомотивов были паровозы самых различных серий, и лишь 40 процентов из них – новые, мощные для того времени паровозы серий Э, ЭУ, ЭМ в грузовом движении, и С, СУ – в пассажирском движении. Сдерживали движение поездов жезловой и телеграфный способы связи, и лишь на главном ходу от Кропачево до Челябинска была полуавтоматическая блокировка.
В предвоенные годы Южно-Уральская дорога получила вторые пути от Челябинска до Макушино, на всем главном ходу от Кропачево до Макушино была введена автоматическая блокировка, сданы в эксплуатацию более 900 км новых линий, освоены ремонт и эксплуатация мощных паровозов серий ФД и ИС. Длина пути на станциях была увеличена до 850 метров.
В годы Великой Отечественной войны, когда значительная часть промышленных предприятий была перебазирована из западных районов на Урал и в Сибирь, резко возросли перевозки пассажиров и грузов. Необходимо было срочно решить вопрос резкого увеличения провозной и пропускной способности дороги. Несмотря на огромные трудности, испытываемые страной, Госкомитет обороны принял постановление перевести на электрическую тягу наиболее тяжелый горный участок Челябинск–Кропачево протяженностью 320 километров. С Кировской железной дороги, находившейся в полосе боевых действий, были вывезены электрооборудование для 10 тяговых подстанций и направлен инженерно-технический персонал. 2 ноября 1945 года машинист В.Н. Иванов на электровозе ВЛ19 провел первый грузовой поезд весом 1200 тонн по электрифицированному участку Челябинск–Златоуст. Так было положено начало электрификации Транссибирской магистрали.
Сегодня Южно-Уральская магистраль – важное звено в транспортной системе России. Она соединяет Европу и Азию, охватывает территории 7 субъектов Российской Федерации и Северный Казахстан. ЮУЖД входит в число крупнейших отечественных железных дорог: ее развернутая протяженность свыше 7,5 тыс. км, а эксплуатационная длина - около 4,5 тысяч. Общая площадь полигона составляет более 400 тыс. кв.км.
ЮУЖД обслуживает один из крупнейших промышленных регионов страны. Поэтому без преувеличения можно сказать, что магистраль всегда была и остается опорой экономического роста Южного Урала, его надежным партнером в решении приоритетных задач. На полигоне магистрали расположены такие крупные промышленные центры как Челябинск, Магнитогорск, Миасс, Златоуст, Оренбург, Орск, Новотроицк, Медногорск, Курган.