Semenjak tahun 2015, segmen Lubuk Alung–Kayu Tanam diaktifkan kembali dan prasarananya sudah menggunakan rel jenis R54 bantalan beton. Lalu dioperasikanlah bus rel (rail bus) Lembah Anai untuk segmen jalur ini sebagai layanan bus rel perintis pada akhir 2016.[4]
Dalam rangka menyambut armada baru, jalur ini ditingkatkan tekanan gandarnya agar bisa dilewati lokomotif sekelas CC201. Segmen Padang–Lubuk Alung sudah di-upgrade prasarana jembatannya sejak 2018 (segmen Alai–Lubuk Alung sudah selesai di-upgrade sejak awal 2018 dan menyusul Padang-Alai pada akhir 2018) agar dapat dilalui oleh KRDE Minangkabau Ekspres dan lokomotif sekelas CC201.
Pada Agustus 2019, dilakukan reaktivasi segmen Padang–Pulau Aie dan konstruksinya selesai pada Maret 2020. Namun baru pada 10 Februari 2021 jalur ini resmi beroperasi setelah berbulan-bulan tertunda pengoperasiannya karena pandemi Covid-19KA Minangkabau Ekspres mulai melayani jalur tersebut.[5] Sejak reaktivasi, jalur kereta api Padang-Pulau Aie sudah dipagar agar jalur tersebut steril dari warga yang menyebrang jalur kereta api demi keselamatan warga sekitar, selain itu rel gongsol dipasang di segmen tikungan yang sangat tajam dan semua perlintasan sebidang sepanjang jalur ini sudah dipasang palang perlintasan resmi.
Pada tahun 2020, Direktorat Jenderal Perkeretaapian sudah melakukan peningkatan jalur kereta api Padang-Pariaman untuk meningkatkan kualitas dan keselamatan perjalanan kereta api. Sejak itu, jalur kereta api tersebut sudah menggunakan tidak hanya rel ukuran R54 bantalan beton saja di jalur Padang-Tabing dan Duku-Lubuk Alung, tapi juga dipasang rel gongsol di tikungan tajam, sebagian tubuh baan di jalur tersebut sudah ditingkatkan, penahan batu balast sudah dipasang dan sebagian jembatan kecil sudah ditingkatkan dari konstruksi baja rasuk menjadi beton. Selain peningkatan prasarana jalur, prasarana di emplasemen stasiun sepanjang jalur ini terutama Tabing dan Lubuk Alung sudah ditingkatkan dengan peningkatan rel dan wesel dari R33 bantalan beton serta wesel R42 bantalan baja menjadi R54 bantalan beton untuk rel dan wesel, lalu juga dilakukan pembangunan peron tinggi dengan atap overkaping serta peningkatan sterilisasi stasiun.
Pada tahun 2022, Direktorat Jenderal Perkeretaapian melakukan peningkatan jalur kereta api Padang-Bukit Putus untuk menunjang kegiatan langsir lokomotif CC201 serta operasional Kereta api Pariaman Ekspres yang sudah diperpanjang relasinya ke Pauh Lima dengan peningkatan rel dari sebelumnya R42 bantalan beton menjadi R54 bantalan beton, peningkatan jalur rel, wesel dan layout emplasemen stasiun Padang dan Bukit Putus, peningkatan jembatan serta peningkatan tubuh baan yang pengerjaannya selesai pada tahun 2024.
Percabangan menuju Pelabuhan Teluk Bayur (Emmahaven)
Jalur kereta api di Pelabuhan Teluk Bayur (Emmahaven), sekitar tahun 1895
Jalur Padang–Bukitputus merupakan segmen semiaktif karena hanya dilalui kereta luar biasa untuk langsiran sarana antara stasiun Padang dan Bukit Putus maupun sebaliknya, khusus lokomotif CC201 yang melewati segmen ini diberikan batas kecepatan hingga 5 km/jam karena prasarana jalur tersebut belum ditingkatkan untuk mengakomodasi lokomotif tersebut. Kereta api terakhir yang melintas jalur ini secara reguler adalah kereta api batu bara Ombilin namun berhenti beroperasi sejak 2003.
^Subdirektorat Jalan Rel dan Jembatan (2004). Buku Jarak Antarstasiun dan Perhentian. Bandung: PT Kereta Api (Persero).Parameter |link= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Perusahaan Umum Kereta Api (1992). Ikhtisar Lintas Jawa.
