Pirmais Pasaules karš (1914. - 1918.) pārtrauca rūpniecības uzplaukumu un pilnīgi izmainīja saimniecības struktūru un dzelzceļa transporta attīstību Latvijas teritorijā. Kara laikā no Latvijas tika evakuētas svarīgākās rūpnīcas, tajā skaitā transporta uzņēmumu iekārtas - 30 tūkst. vagonu - 186,2 milj. rubļu vērtībā, kā arī dzelzceļa saimniecībā izmantotais ritošais sastāvs. Smagi cieta viss dzelzceļa tīkls, īpaši Rīgas - Krustpils - Daugavpils līnija, kas trīs kara gadus atradās tiešā frontes līnijas tuvumā. Vairākas līnijas kara laikā tika iznīcinātas, uzspridzināti visi lielie tilti, stacijas, nopostīti arī ūdenstorņi un depo.

1915. gada maijā frontes līnija gāja no Liepājas līdz Mažeiķiem un septembrī jau pie Rīgas dienvidu daļas. 1917. gada rudenī pēc vācu karaspēka ofensīvas tika okupēta visa Latvijas teritorija un dzelzceļi nonāca pilnīgā vācu militāro dzelzceļu direkciju pārziņā. Vācu karaspēks sāka dzelzceļa tīkla pārbūvēšanu savām vajadzībām. Daļu platsliežu dzelzceļu pārnagloja uz N platumu (1435 mm), lai varētu izmantot vācu ritošo sastāvu. Plaši tika izvērsta šaursliežu 600 mm dzelzceļu būve vācu okupētajās teritorijās Kurzemē un Zemgalē. Meža materiālu un lauksaimniecības produktu izvešanai vācieši uzbūvēja līnijas Paurupe - Dubeņi, Ventspils - Stendes un Viesītes lauku dzelzceļa tīklus. Šie dzelzceļi tika celti steigā, ļoti vieglām sliedēm ar metāla gulšņiem, dažkārt ar minimālu balastu vai pat bez tā, pilnīgi nerēķinoties ar zemes reljefa īpatnībām un piemērotību.

Krievu armija militārām vajadzībām kara laikā izbūvēja dažus 750 mm šaursliežu dzelzceļus Vidzemē un dzelzceļa līniju Pļaviņas - Gulbene pārbūvēja no 750 mm sliežu platuma uz 1524 mm.

Kopumā visā Latvijas teritorijā Pirmā pasaules kara laikā tika uzbūvēti 822 km dzelzceļu. Latvijas dzelzceļa tīklā izveidojās pieci dažādi sliežu platumi - K platums 1524 mm, N platums 1435 mm, M platums 1000 mm, P platums 750 mm, L platums 600 mm. Pēc kara visi platsliežu dzelzceļi, kas veda uz Krieviju, bija K platuma, bet ceļi, kurus izmantoja vācu armijas vajadzībām - N platuma. Lielākajos mezglos - Rīgā, Jelgavā, Liepājā, Gulbenē, Rēzeknē un Daugavpilī vienlaicīgi bija vairāku platumu līnijas.

1918. gada 18. novembrī, nodibinoties Latvijas Republikai, aizsākās jaunās valsts veidošana, kā arī Dzelzceļu pārņemšana no vācu okupācijas militārajām iestādēm un ekspluatācijas organizēšana šajās līnijās. Satiksmes ministrija darbu veikšanu uzticēja K. Bļodniekam, G. Klaustiņam, A. Tramdaham un citiem. 1918. gada 18. decembrī Pagaidu valdībai tika nodoti Ventspils - Stendes lauku dzelzceļi, bet 27. decembrī visi dzelzceļi Daugavas labajā krastā. Lielinieku iebrukums un 1919. gada politiskās cīņas dzelzceļu pārņemšanas procesu pārtrauca. Valdības apvērsuma mēģinājums Liepājā pilnīgi paralizēja Satiksmes ministrijas darbu, kas jau bija pārņēmusi Liepājas dzelzceļa darbnīcas un Aizputes - Saldus līnijas 48 kilometrus. Niedras vadītā valdība nodibināja dzelzceļa pārvaldi Rīgā, kuras kontrolē atradās Rīgas mezgls un dažas Daugavas labajā krastā esošās līnijas. Tomēr pakāpeniski Brīvības cīņu laikā jaunā valdība sāka atjaunot saspridzinātos tiltus, iznīcinātos ceļus, nodedzinātās un sagrautās ēkas, pamesto bojāto ritošo inventāru un citas tehniskās ierīces armijas un iedzīvotāju vajadzībām. Atbrīvotajā Vidzemē 1919. gadā no 14. jūnija līdz 8. jūlijam dzelzceļu darbību vadīja Ziemeļlatvijas dzelzceļu valde, ievērojot armijas vajadzības. Tad Ministru kabinets par Latvijas dzelzceļu galveno direktoru iecēla inženieri G. Klaustiņu.