В 30-е годы быстрыми темпами стала развиваться угледобывающая промышленность страны. Из 56 млн. т каменного угля, добытого в 1931 г., на долю Донбасса приходилось более 62%, поэтому не случайно Донецкий район называли «Всесоюзная кочегарка». По данным академика И.М.Губкина в недрах данного месторождения имелись запасы угля около 70 млрд. т. В планах развития народного хозяйства предполагалось в 1937 г. добыть 120 млн. т топлива и в последующем наращивать объемы добычи. Для этого производилась модернизация угольной промышленности в районе, началось строительство 14 крупных и многих средних шахт, механизация горных разработок достигла 80%.
Улучшению технологического процесса угледобычи способствовало развитие железнодорожного транспорта внутри Донецкого бассейна. Была введена в эксплуатацию соединительная линия Горловка-Очеретино, начались проектные работы по электрификации участка Дебальцево–Зверево.
В 1933 г. планировался вывоз из Донбасса на северо-запад (включая Ленинград), в Центр (включая Москву) и на северо-восток 24 млн. т угля. Для перевозки такого количества топлива имелось три линии: Миллерово-Воронеж-Москва, Красный Лиман-Харьков-Курск-Москва и Валуйки-Елец-Москва. Так как эти направления были перегружены, возникла необходимость в сооружении дополнительной железнодорожной линии для вывоза угля.
Этот вопрос возникал еще в 1913 г., когда разрабатывался проект линии Горбачево-Верховье-Мармыжи-Донбасс. Война 1914 г. помешала его осуществлению, но тем не менее в 1915-1916 гг. продолжались дополнительные изыскания и корректировка проекта. В 1918—1923 гг. появились новые разработки, было произведено технико-экономическое обоснование строительства магистрали Петроград-Москва-Штеровка протяженностью 1.600 км. В нем доказывалась возможность сооружения этой дороги на отдельном земляном полотне, параллельно существующему ходу Валуйки-Москва, и третьего пути от Москвы в сторону Петрограда. Предусматривался предельный уклон линии 4%, а на отдельных участках — до 8% (с применением в этом случае паровоза-толкача). В качестве локомотивов намечалось использовать паровозы системы Маллета, позволявшие вести составы весом до 3.300 т. Стоимость линии оценивалась в 351 млн. руб. Проект не был реализован из-за финансовых трудностей.
Разработка выемки экскаватором на Кияновском перевале участка Валуйки-Кондрашевская
Лишь в феврале 1932 г. в соответствии с директивами плана развития народного хозяйства на вторую пятилетку приняли решение о строительстве магистрали Москва-Донбасс.
Весной того же года всего за 2,5 месяца произвели окончательные изыскания и разработали проект линии . Предусматривалось сооружение второго пути на участке Кашира-Валуйки, третьего пути при подходе к Москве от Каширы и новой линии от Валуек к Кондрашевской (Несветаевскому руднику). При изысканиях головного участка Валуйки-Старобельск, проводившихся под руководством инженера Э.А.Нормана, предложили несколько вариантов трассы, в которых предусматривалось преодоление сложного Кияновского перевала у села Шилово. Бьщо найдено такое положение линии, когда взамен больших насыпей, доходивших до 24 м, дорогих искусственных водопропускных сооружений и двойной тяги поездов, приняли ход с относительно неглубокими выемками. Позже этот участок строили в два этапа: вначале до Кондрашевской, а затем до Должанской.
Линию Москва-Донбасс называли «Магнитострой транспорта» по аналогии с сооружением Магнитогорска при освоении в 1930 г. железорудного месторождения на юге Урала. Начальником строительства магистрали назначили заместителя наркома путей сообщения В.С.Шатова, ранее возглавлявшего сооружение Турксиба. Местом дислокации управления был избран Воронеж. Из 70 тысяч строителей более половины составляли юноши и девушки. В 1933-1934 гг. основные силы сосредоточили на возведении второго пути от Каширы до Валуек и большого моста через Оку у Каширы.
Донбасс, шахта «Кочегарка». Подготовка угольного маршрута на Москву
В ноябре 1934 г. на участке Пенза-Балашов-Валуйки уже можно было пропускать в сутки 25—30 пар тяжеловесных поездов с углем.
Одновременно производилась модернизация линии Москва-Елец-Валуйки: смягчили уклон до 5,6%, усилили верхнее строение пути, реконструировали раздельные пункты . Выпускаемые Луганским заводом в 1934 г. новые паровозы ФД направлялись в первую очередь в локомотивные депо линии Москва-Донбасс. На эту же магистраль поступали отечественные саморазгружающиеся вагоны (хопперы) грузоподъемностью 60 т.
В техническом отношении строительство магистрали представляло собой весьма сложный объект. Научное обоснование организации работ предложили профессора Д.Д.Бизюкин и А.В.Ливеровский. Было предусмотрено диспетчерское управление стройкой.
Четверть ассигнований, выделяемых Наркоматом путей сообщения Главжелдорстрою, предназначалась для сооружения дороги Москва—Донбасс. В денежном выражении это составляло 127 млн. руб. Основные работы выполнялись подразделениями Юго-Восточного строительно-монтажного треста. Объем работ характеризуется следующими показателями: сооружение земляного полотна — 26 млн. кубометров; балластировка пути — 156 тыс. кубометров; возведение гражданских зданий — 500 тыс. м; количество водопропускных искусственных сооружений — 284.
На стройке использовалось 28 экскаваторов, 337 тракторных и конных скреперов. Посредством механизации было выполнено 35% общего объема земляных работ. Детали и конструкции изготовлялись на предприятиях и перевозились к местам постройки для монтажа. В числе таких предприятий были заводы: фибролитовый, бетонный, щебеночный, деревянных и железобетонных конструкций мостов. Все это позволяло вести строительство круглый год. В ходе работ возникали вопросы, решение которых позволяло улучшить некоторые детали проекта дороги. Так, для быстрейшего освоения восточной части Донецкого бассейна проложили линию Святогорск (Славяногорск) — Купянск. Для связи Донбасса с Ленинградом (через Ярославль-Сонково), минуя Москву, достроили обходной путь Жилево-Воскресенск-Ильинский Погост. Кроме того, соорудили спрямляющую линию к Ростову-на-Дону через станции Кондрашевская и Должанская. В связи с этим сроки завершения строительства магистрали были перенесены с 1937 на 1938 и затем — на 1942 г.
В конечном итоге создание железной дороги позволило разгрузить Курское направление, специализировав его как пассажирское, и вместе с тем обеспечить перевозку угля во все регионы. Уголь лучшего качества получали металлургические предприятия практически всей европейской части СССР. Проложенная через район Курской магнитной аномалии дорога способствовала его индустриализации, а также сооружению нового металлургического центра у Липецка. В Донбасс поступали лес, строительные материалы, нефтепродукты, машины, промышленное оборудование и т.п.
К началу войны Донецкий бассейн стал одним из основных топливно-энергетических центров, на который приходилось около 60% добываемого в стране угля, свыше 37% чугуна, 25% стали, почти 50% коксующихся углей.