1950年11月，鐵道兵團開赴朝鮮戰場，擔負工程保障任務。

抗美援朝戰爭中，解放軍組建了中國人民志愿軍鐵道兵團，滕代遠兼司令員和政治委員，陳正湘任第一副司令員，呂正操兼副司令員，崔田民任副政治委員。此外，還成立了中朝聯合鐵道運輸司令部，賀晉年兼任司令員，張明遠任政治委員，志愿軍有3個鐵道師、2個鐵道團約2萬人參戰，后又有6個鐵道師參戰。

抗美援朝初期，鐵道兵面臨的形勢非常嚴峻。當時志愿軍沒有航空兵參戰，以美國為首的“聯合國軍”占有絕對的空中優勢。美軍轟炸機執行轟炸任務不需戰斗機護航，肆意低空追射道路上的朝鮮車輛和行人。志愿軍入朝時，共有汽車1300輛，20天內被美軍飛機炸毀600余輛，志愿軍后勤供應陷入嚴重困境。朝鮮戰爭中，美軍始終把破壞志愿軍鐵路補給線作為實現其整個戰略計劃的重要組成部分。因此，轟炸與反轟炸、破壞與搶修的長期反復，構成了這場戰爭在鐵路線上的主要斗爭特點。

原鐵道兵副政委崔田民提供了兩組數字，充分反映出美軍的野蠻、瘋狂和志愿軍鐵道兵的英勇、頑強：

“自1950年11月到1953年7月停戰的33個月中，敵人集中侵朝空軍70％左右的兵力，對我鐵路交通線進行狂轟濫炸，共出動飛機58967架次，對鐵路線投彈達19萬枚，即在通車的鐵路線上平均每7米落彈一枚，相當于二戰期間德國投在英國本土炸彈的1．5倍。累計破壞橋梁1607座次，線路15564處次，給水165處次，通信線路2952條公里，隧道89座次。1951年夏，朝鮮又遇數十年未有的洪水泛濫。敵機的轟炸和洪水災害給鐵路造成了嚴重破壞。

“志愿軍鐵道兵發揚勇敢頑強、不怕犧牲的戰斗精神，共計搶修、搶建、復舊正橋2294座次，延長129公里；便線便橋128公里；線路14691處次，延長1003公里；隧道122座次；車站3648座次，延長161公里；通信線路20994條公里；并新建鐵路213公里，取得了反轟炸和抗洪斗爭的勝利。鐵路通車里程由戰爭初期的107公里增加到停戰前的1382公里，創建了一條‘打不爛、炸不斷的鋼鐵運輸線’，在抗美援朝戰爭的史冊上寫下了光輝的一頁。”

朝鮮戰爭期間，志愿軍鐵道兵搶修、搶建鐵路、橋梁，使鐵路運力比戰爭初期提高了7．5倍，保障了“鋼鐵運輸線”的暢通無阻。鐵道兵有1136名官兵英勇犧牲，2881名官兵負傷，涌現了楊連弟等一大批英模，1．21萬人立功。

美國空軍發言人發出了這樣的感慨：“在差不多一年來，美國、南非、澳大利亞和其他盟國飛機一直在轟炸共產黨的運輸系統，但北朝鮮仍有火車在行駛。”“坦率地講，我們認為他們是世界上最堅強的建筑鐵路的人”。