Modernizacja Linia z racji swojego międzynarodowego charakteru jest stale modernizowana. Główny cel tych modernizacji to dostosowanie linii do standardów unijnych i wymogów umów AGC i AGTC, umożliwiających jazdę pociągów pasażerskich z prędkością 160 km/h, a towarowych 120 km/h z naciskiem na oś 221 kN Wykaz maksymalnych nacisków osi..
Odcinek Warszawa Rembertów – Mińsk Mazowiecki został przebudowany w latach 1998–2000 w ramach programu PHARE (PL 9606), dotacji budżetowych oraz kredytów EBI i EBOR. Koszt inwestycji to 19,5 mln euro Zaangażowanie Programu PHARE w finansowaniu projektów kolejowych..
W 2000 z wykorzystaniem unijnego funduszu spójności (2000/PL/16/P/PT/002) rozpoczęto modernizację 52-kilometrowego odcinka Mińsk Mazowiecki – Siedlce. W ramach projektu w 2003 zakończono modernizację odcinka Mińsk Mazowiecki – Mrozy, polegającą na przebudowie torów i sieci trakcyjnej oraz zmianie na przystanek stacji Mienia. Zmodernizowano także stację Mrozy. W grudniu 2004 zakończono prace na odcinku Mrozy – Siedlce (m.in. wybudowano przystanek Siedlce Zachodnie oraz wyposażono linię w samoczynną sygnalizację przejazdową). W 2007 oddano do użytku przejście dla pieszych pod torami w Mińsku Mazowieckim. Cały odcinek wyposażono w samoczynną blokadę liniową.