W 1922 roku kolej przejęło Ministerstwo Kolei Żelaznych. W tym samym roku uruchomiono linię północną (Antonówka – Chinocze – Kuchocka Wola) oraz odgałęzienie do Dąbrowicy. Kursowały pociągi pasażerskie i towarowe. Linii południowej nie przywrócono do ruchu.
W 1926 roku kolej wyremontowano i przebudowano.
W dwudziestoleciu międzywojennym planowano przedłużyć kolej z Kuchockiej Woli do Lubieszowa (na Poleskiej Kolei Wąskotorowej), planów tych jednak niezrealizowano.
W latach 1939–1941 kolej okupowali Sowieci, natomiast w latach 1941–44 Niemcy. Podczas wojny kolej została zniszczona. W 1945 roku kolej włączono do Ukraińskiej SRR.
W 1946 roku przywrócono ruch pasażerski i towarowy.
W 1952 roku zamknięto linię Chinocze – Dąbrowica. Rozebrano ją w 1958 roku. Zlikwidowano też linie z Cichowierza do Kucheckiej Woli.
W 1964 roku wybudowano odgałęzienie z Cichowierza przez Łoknicę do Zarzecznego.
W 1972 roku rozpoczęto wprowadzanie spalinowozów. W 1980 roku wycofano z ruchu ostatnie parowozy.
W 1991 roku zawieszono przewozy towarowe.
Teren, przez który przebiega linia kolejowa jest bardzo malowniczy: lasy, pola, bagna, jeziora – dlatego obecnie prowadzona jest wycieczka wąskotorowa dla turystów ukraińskich i zagranicznychІнна Омелянчук.