Utrzymano podział linii w km 1,500, na przedwojennej granicy administracyjnej z okręgiem kolejowym DOKP Warszawa.
Maksymalna prędkość pociągów w tym okresie wynosiła 30-40 km/h.
Lata 50. Obsługa linii prowadzona była wyłącznie przez parowozy. Pasażerów przewoziło pięć par pociągów na dobę. Ruch towarowy zapewniały dwa razy dziennie pociągi zbiorowe oraz dodatkowe pociągi wahadłowe organizowane dla dużych klientów.
2 czerwca 1957 roku na linii zainaugurowano dalekobieżny pociąg osobowy z Olsztyna do Lublina. W kolejnych dwóch latach jego trasę przedłużono z Gdańska, a następnie z Gdyni. Ze względu na kilkunastogodzinny czas przejazdu 604-klimetrowej trasy oraz 3-krotną zmianę kierunku, pociąg ten kursujący do 31 maja 1986 roku zwany był „Włóczęgą Północy”.
Lata 60. Ruch pasażersko-towarowy obsługiwany był przez trakcję parową. W 1960 roku uruchomiono pociąg dalekobieżny relacji Siedlce – Lublin, a w 1963 roku Białystok – Lublin. Od 1962 roku w pracy manewrowej na bocznicach i stacjach rozpoczęto użytkowanie pierwszych lokomotyw spalinowych serii SM03. Podniesiono prędkość szlakową dla liniowego ruchu pasażerskiego do , a dla towarowego do .
W końcówce dekady zapoczątkowano modernizację urządzeń sterowania ruchem, między innymi poprzez wymianę kształtowych tarcz ostrzegawczych na świetlne.