Al començament del segle XX, la xarxa principal ja estava pràcticament acabada. De fet, les noves línies acostumen a ser de via estreta i de caràcter local, és a dir, ramals que unien amb la xarxa principal les zones on no era econòmicament rentable fer arribar la via ample.
A aquest fet hi contribueix també les dificultats econòmiques que patien les companyies ja que les línies no complien les previsions d’ingressos previstes, cosa que també van fer que en aquest període s’alentís enormement la construcció de noves línies.
El punt àlgid de la crisi es va donar durant els anys 10. L’any 1914 esclata la I Guerra Mundial. Això provoca una escalada generalitzada dels preus, ja que tota la producció europea, inclosa la d’Espanya (que es va mantenir neutral) era comprada pels països bel·ligerants. Els costos d’explotació es van disparar i es van parar totes les inversions, incloses les de renovació de material. Les empreses ferroviàries estaven, doncs, amenaçades pel perill de fallida generalitzada.
En vista de la situació, l’any 1918 el ministre de Foment, Francesc Cambó, va proposar , per primera vegada com a solució la nacionalització de la xarxa. La idea, en aquell moment, no va tirar endavant, però era un avanç del que més endavant acabaria passant.
L’any 1924, la dictadura de Primo de Rivera decideix atacar el problema promulgant un “Estatut Ferroviari”. En aquest nou marc regulador del sector, es facilitava l’accés de les companyies a ajudes financeres per la renovació de material, es formalitzaven les aportacions que faria l’Estat a les companyies privades i s’ajustaven les tarifes als costos reals d’explotació.
Com a complement de l’Estatut, l’any 1926 surt a la llum el “Plan Preferente de Urgente Construcción de Ferrocarriles” on es marcaven 16 noves línies de construcció prioritària i que donaria com a resultat 600 Km de noves línies. D’una banda, es tractava d’unir les principals poblacions espanyoles mitjançant línies directes que complementarien les existents en aquells moments, fent els trajectes principals més ràpids i curts, i de l’altra, millorar l’accés a zones encara mal servides pel ferrocarril, incloses les connexions amb Portugal.
El 1928 es dona un pas més en el canvi del model de ferrocarril. Aquell any, l’Estat crea l’empresa pública “Compañía Nacional de los Ferrocarriles del Oeste”. Aquesta, va agrupar diverses petites empreses que posseïen línies a la zona Oest d’Espanya i que, o bé havien fet fallida, o bé tenien serioses dificultats econòmiques, creant un clar precedent que posteriorment s’ampliaria a gairebé tota la xarxa. En total, la nova empresa sumava 1.587 Km de línies, essent el tram més important la línia Madrid-Cáceres-Portugal.
Durant els anys 30 i malgrat les inversions realitzades i les aportacions de l’Estat, la crisi continua augmentant fins que, l’any 1936, el general Franco, ajudat per diversos caps militars, es revolta contra el govern democràtic de la IIa República i provoca la Guerra Civil Espanyola, que arruïna totalment les companyies ferroviàries i malmet greument gran part de les seves infrastructures.
Quan acaba la guerra, l’any 1939, el nou règim dictatorial liquida les empreses ferroviàries i incauta les línies, creant una nova empresa estatal que les gestionarà durant les següents dècades: l’anomena RENFE (Red Nacional de los Ferrocarriles Españoles).