La sfârșitul primului război mondial, Transilvania a devenit parte componentă a României, iar căile ferate din Transilvania au fost preluate de compania feroviară română de stat CFR. În urma Dictatului de la Viena (1940), teritoriul Transilvaniei a fost împărțit între România și Ungaria, iar acest traseu feroviar a trecut temporar pe teritoriul Ungariei. În 1944 calea ferată a redevenit românească.
Situație actuală
Calea ferată Târgu Mureș–Deda–Gheorgheni este cu linie simplă și de la Deda la Gheorgheni este electrificată. Tronsonul sus-menționat este o parte a importantului traseu feroviar între Brașov și Satu Mare. Pe aici trec zilnic mai multe trenuri accelerate. De asemenea, acest tronson prezintă importanță și pentru traficul de mărfuri. Tronsonul de la Târgu Mureș spre Deda prezintă o importanță ceva mai redusă.