抗日战争期间，为了打通西南大后方联结东南亚的国际通道，将世界各国支援中国抗日战争的军用物资运到前线，民国政府决定修建黔桂铁路。
１９３９年，黔桂铁路首先在广西境内开工，１９４０年通车至金城江。同年７月，黔桂铁路局与贵州省有关方面洽谈筹备贵州路段筑路事宜，定于１９４１年６月１日在贵州成立黔桂铁路贵州段征工筹备处，但由于工款无着落，使工作无法正常开展。１９４２年１月１日改设征工处于独山，同年２月正式办公。首先修筑泗亭至独山段，征用沿线１３个县的民工数万人。筑路工程分期分批完成，每期为９０天。该路段于同年２月开工，征募民工３２０００多人，完成土石方共６５万立方米。经过一年多时间，于１９４３年５月将路轨铺至独山车站。这年６月６日，黔桂铁路局举行了泗亭至独山段铁路通车典礼，庆祝贵州首段铁路建成，并制作了一枚“黔桂铁路通车独山”纪念章如图。该纪念章为红铜制作，通径３厘米，中间刻绘老式蒸汽机车火车头正面图，镌有“黔桂”二字，指修筑黔桂铁路，边沿上半环刻有“通车独山纪念”铭文，中间左右有五角星，下半环刻有“民国三十二年五月””日期。
１９４４年，黔桂铁路柳州至都匀段４６１公里勉强通车。同年１１月爆发震惊中外的“黔南事变”，日本侵略军沿黔桂铁路、公路由广西经过独山，企图侵入内陆大西南。这年１１月底，日寇进入独山，烧杀掳抢，无恶不作。在遭到抗日军民的英勇阻击之后，于１２月４日狼狈败逃，独山深河桥成为日军不可逾越的屏障，日军入侵西南腹地的梦想就此破灭。“北有卢沟桥，南有深河桥”已载入抗战史册。
在日寇的铁蹄蹂躏下，黔桂铁路遭受极大破坏，损失尤其惨重：麻尾、独山车站停放的４６２型蒸汽机车近２０台被烧毁，损失约２０００万元；独山北站有３辆客车，其中一辆为民国交通部长侯家源的高级专用公务车１６节车厢全部烧光。其中有一节是慈禧太后的花车，是慈禧为了到奉天谒灵，专门向英国订购的，车内珠宝装饰，豪华无比，也被洗劫一空；停放在深河车站装有缝纫机和棉纺织品的三十吨棚车、深河至大坪区间装运锑毫钱币的两辆三十吨棚车，全部被劫，损失不下３０００万元……
抗日战争胜利后，柳州至金城江段公里铁路恢复通车。新中国建立后，于１９５５年开始修复金城江至都匀段铁路，１９５７年完工。都匀至贵阳１４６公里路段于１９５８年建成。至此，黔桂铁路全线畅通。
