1958年,浙江省人民政府為儘快爭取省內煤炭自給,進一步開發長廣煤礦資源,由鐵道兵負責對牛頭山至長興的20年代修建的窄軌鐵路進行技術改造,並於翌年4月全面動工。
1959年,長興至杭州段鐵路開工建設,後時斷時續。
1960年8月,長興至牛頭山段標準規改造竣工,10月1日正式通車,新建的牛頭山站同時建成。
1971年7月,長興至湖州段建成。
1972年1月,湖州織杭州段建成,至此牛頭山至杭州段全線貫通稱杭(州)長(廣礦務局)鐵路,同年開始營運客貨列車,每日始發兩對往返杭州的客運列車。
1973年,杭長全線移交上海鐵路局杭州鐵路分局管轄。
1991年,修通了皖贛線宣城站至長興站的鐵路幹線,與杭長鐵路長杭段合併成宣杭鐵路,原杭長線長興站至牛頭山站段改稱長牛鐵路。
隨著鐵路歷次提速,長興至牛頭山段已停止客運營業,而宣杭鐵路已成為國家幹線鐵路,是安徽省陸上能源運輸的主通道之一,淮南、淮北的煤炭可通過此線迅捷地運到浙江沿海。同時對提升華東地區鐵路運輸能力和推動蘇、浙、皖地區經濟發展意義重大。