Avec l’acquisition de presque la totalité des lignes suisses, les CFF n’étant pas dans une situation financière stable ne purent assurer une grande modernisation du réseau ferroviaire suisse. Les installations et le matériel roulant étaient en mauvais état et ne pouvais donc pas assurer l’augmentation du trafic. Les améliorations qui furent apportées se limitèrent au doublement des voies et à l’augmentation de la sécurité. La pénurie de charbon causée par la seconde guerre mondiale permit aussi une électrification du réseau. La Suisse était une première mondiale au début de la guerre avec un réseau électrifié à environ quatre-vingts pour cent. Lorsqu’on perça des tunnels, on permit alors de raccourcir certains tronçons et ainsi de mieux absorber l’augmentation du trafic.
Le tunnel du Gothard qui avait été financé en partie par des moyens privés et également par l’Italie (45 millions) et l’Allemagne (20 millions), posa quelques problèmes lors de l’étatisation et que la ligne revenait donc à la propriété de l’état. Les deux pays qui avaient cotisés ne voulurent faire des concessions que sous certaines conditions, et la formulation d’une nouvelle convention telle que celle du Gothard fut rude. On proposa encore d’électrifier le réseau du Gothard mais là encore pour certaines raisons qui étaient notamment politique vis-à-vis de l’Allemagne, on refusa. Le tunnel du Gothard fut tout de même une grande avancée pour la Suisse car il permit d’ouvrir en quelque sorte une porte sur le monde, un moyen de faire des affaires avec l’étranger.
Après l’étatisation il restait bien évidemment toujours des compagnies de chemins de fer privées. Celles-ci étaient plutôt situées dans des régions touristiques, donc sur les montagnes, ou bien elles desservaient des banlieues pour les ralliées à leur ville principale. La crise économique de 1930 frappa lourdement les chemins de fer privés et la Confédération proposa une loi en 1939 pour l’aide des chemins de fer privés en les obligeant à entreprendre des travaux pour une modernisation et une électrification. On réorganisa les chemins de fer privés en des réseaux régionaux. Il en résultat par la suite de nombreuses fusions surtout dans les régions montagneuses.
Les premiers chemins de fer suisses étaient détenus par des compagnies privées concurrentes, ce qui posait quelques problèmes notamment au niveau du réseau suisse qui n’était de ce fait pas un réseau unifié, ces compagnies ne possédant pas de gares communes. En 1861, plusieurs d’entre elles avaient des difficultés financières et dépendaient d’un soutien étranger, car les voisins de la Suisse étaient intéressés par une liaison transalpine et ils soutenaient leur cause. D’ailleurs, certaines grandes entreprises de Suisse romande et de suisse orientale avaient déjà fait fusion pour des raisons économiques.
Lors de la guerre franco-allemande de 1870, les défauts des réseaux privés commencèrent à poser quelques problèmes. Ces réseaux privés dépendaient des cantons suisses et ne pouvaient assurer un approvisionnement ou bien un acheminement rapide de troupes à travers le pays. On chercha, à l’aide d’une nouvelle loi fédérale sur les chemins de fer (1872), à résoudre ces problèmes. On établit donc que la Confédération suisse aurait à présent le contrôle de la construction, de la comptabilité, de l’exploitation, du choix des tarifs et du droit d’accorder des concessions. C’est alors que s’ouvrit un débat politique pour une étatisation des chemins de fer suisses.
Malheureusement, cette loi pour un contrôle de la Confédération ne pu résoudre les problèmes des réseaux privés. Ces difficultés s’aggravèrent au contraire à cause de certaines constructions non financièrement assurées, de fréquentes incoordinations entre les compagnies et de la crise économique de 1870. Le National-Suisse qui construisait une nouvelle ligne en 1875 se retrouva en surendettement et il fut racheté par deux autres compagnies qui acquirent toutes les lignes et le matériel pour un prix dérisoire.
Bien que les difficultés financières étaient toujours présentent, on opta pour une nouvelle ligne qui ferait la liaison avec l’Italie. La ligne du Gothard fut donc ouverte en 1882 avec la construction du tunnel ferroviaire du Saint-Gothard. Par la suite, plusieurs voies furent construites, surtout des lignes secondaires. Les réseaux ferroviaires privés furent également aidé par le tourisme. En effet, dans plusieurs régions de la Suisse, de nouvelles lignes touristiques furent construites.
Durant la crise de 1870, plusieurs compagnies ferroviaires privées firent faillite, il y eu des grèves, le peuple étaient mécontent. Chaque ligne de chemin de fer ou presque possédait sa propre compagnie ce qui devenait problématique. On craignait également une dépendance de la Suisse en raison de la grande participation financière des pays étrangers. Le train étant d’importance capitale pour le développement économique et ne pouvant s’autofinancer, on commença à s’apercevoir qu’il fallait qu’il relève du service public tout comme les routes. Toujours plus de signes qui poussaient de plus en plus de gens à vouloir mettre en place un réseau unifié et appartenant à l’État.
Le gouvernement en place à l’époque proposa alors d’étatiser les chemins de fer. On commença par présenter un projet qui consistait à acheter une des cinq compagnies les plus importantes (Compagnie du Central-Suisse) en 1891 mais lors de la votation populaire, ce fut refusé. Malgré cette défaite pour certains, une nouvelle loi de rachat fut acceptée quelques années plus tard en 1897. Cette loi était évidemment soumise au référendum. La campagne des promoteurs jouait sur les sentiments nationaux comme avec ce slogan par exemple : « Les Chemins de fer suisses au Peuple suisse », le référendum fut approuvé par une majorité de deux tiers des votants une année plus tard en 1898. Entre 1900 et 1909, La Confédération prit possession des cinq principales compagnies du réseau suisse. Tout cela commença le 1er janvier 1902 avec la reprise de huit compagnies dont trois faisant partie des plus importantes de Suisse. L’année suivante la quatrième grande compagnie s’ajouta à la liste, ainsi que la cinquième le 1er mai 1909.
La Confédération possédait à présent 2 648 kilomètres de rails et son réseau s’agrandit encore par la suite avec l’achat de quatre autres plus petites compagnies de 1913 à 1948. C’est une nouvelle compagnie entrée en activité en 1901 qui s’enquit de payer plus de un milliards de francs demandé pour les infrastructures desquelles ils prenaient maintenant possession : les Chemins de fer fédéraux (CFF). Cette somme fut beaucoup discutée par le fait que les propriétaires des lignes s’étaient bien réservés d’investir dans quoi que ce soit depuis que le débat sur l’étatisation avait commencé à se faire entendre. Les CFF, dans leur début, ont été pénalisés par ce lourd endettement et leur développement c’est fait très lentement dans un premier temps en raison de cette situation financière instable. Puis en 1944, une loi fédérale libéra les CFF de cette pénalisation.