1953年7月1日，成渝鐵路正式通車。毛澤東為成渝鐵路通車題詞：“慶賀成渝鐵路通車，繼續努力修築天成路。”1953年7月30日，成渝鐵路正式交付運營。它橫穿四川盆地，有力地促進了西南地區物資流通，對發展生產和繁榮地方經濟起著重要作用。
1952年7月，我國又開工修築寶成鐵路，同時對原寶(雞)天(水)鐵路進行了全麵整修。寶成鐵路全長668.36公裏，北起隴海鐵路的寶雞，南至四川成都，貫通我國西北、西南。辛亥革命後，北洋軍閥和國民黨政府曾多次勘測過此線，均因工程艱巨地形複雜而未能修建。1952年，遵照毛澤東“修築天(水)成(都)鐵路(後改為寶成鐵路——筆者注)，打開西北、西南通道，改變這些地區的政治、經濟、文化麵貌”的指示精神，鐵道部開始建設寶成鐵路。1952年7月開始動工，1956年全線接軌。鐵路工人和技術人員克服了重重困難，開挖300多座隧道，架設900多座橋梁，完成土石方工程60000立方米，終於使難於上青天的蜀道變通途。經過試運行，1958年元旦，寶成鐵路正式投入運營。
1964年，中共中央確定了加速西南經濟建設和國防建設的決策。毛澤東指出：“要準備帝國主義可能發動侵略戰爭，成昆、川黔、滇黔這三條鐵路要抓緊修好。”他還說：“把川黔、滇黔鐵路停下來是沒有道理的，你們不去安排，我要騎著毛驢下西南，如果沒有投資，可以把我的稿費拿出來。”毛澤東還多次聽取西南鐵路建設彙報，審閱建設規劃，並指示周恩來總理親自部署，中共中央西南局第一書記李井泉親自掛帥，鐵道部呂正操、劉建章等部領導親自坐鎮指揮，調集了鐵道兵和鐵路職工30餘萬人展開了西南鐵路大會戰。工程集中了來自全國的1200名科技工作者，對65個新技術項目進行攻關，采取了多項快速施工方案，使先進的科學技術得以推廣應用。1965年和1966年國慶節，川黔、貴昆(即滇黔)鐵路相繼通車。成昆鐵路於1970年7月1日接軌通車，同年12月交付運營。
對於西藏地區機場的修建，毛澤東指出：“機場，除十八軍應迅速完成甘孜機場的修建任務外，並應在丁青一帶選建一臨時著落場，在拉薩修建一普通機場。”1956 年5月26日，在納木錯畔的當雄建成了西藏高原第一個機場。接著，軍航、民航也試飛成功，並於10月21日開辟了西藏至印度的航線。
國民經濟恢複時期，以改善交通為抓手的西部開發，改變了西部一些偏遠地區沒有鐵路公路的曆史，加強了西部地區之間及其與外部的聯係，維護了民族團結和國家統一，為促進西部地區經濟社會發展奠定了初步的基礎。
把生產布局向西部推進
新中國成立之前，地區經濟發展極不平衡，占國土麵積40%多的西北和內蒙古，工業總產值僅占全國的3%；占國土麵積20%的雲、貴、川、藏，工業總產值僅占全國的6%。在毛澤東看來，這是曆史形成的一種不合理的狀況。為了改變這種不合理的狀況，就有必要加快內地工業發展的步伐。
1953年，我國開始實施“一五”計劃。“一五”計劃是以蘇聯援建的156項工程為中心展開的，蘇聯方麵原打算把援建中國的項目集中在中國的東北和靠近沿海的一些大中城市。但此時毛澤東有自己的考慮。他認為，如果把156項工程全部集中在東北和沿海大城市，對中國工業的均衡布局和國家建設的全麵展開顯然是不利的。尤其是國防工業，都建在與正在打仗的朝鮮相鄰的東北地區和易受美蔣飛機襲擊的沿海大城市，更不妥當。毛澤東認為，要安排一批項目到西部去，國防建設項目要有近一半安排在西部。他明確提出，在合理利用東北、上海等現有工業基地的同時，在內地建設一批新的工業基地，以改變我國工業布局不合理的狀況。
根據毛澤東的這一意見，周恩來等中國領導人與蘇聯方麵進行了反複協商。在投入施工的150項重點工程中，西部地區占了相當大的比例，僅陝、甘、川三省就安排了50個左右的項目，陝西落戶24項。這一決策的實施使過去幾乎沒有工業的我國西部地區建起了一批輕、重工業，其中鋼鐵、電力、煤炭、石油、有色金屬、兵器、航空、建材、電子電氣等企業粗具規模，並且初步形成了相互銜接關係。
1956年，毛澤東進一步考慮了國家經濟建設布局問題。他在《論十大關係》一文中指出：“我國全部輕工業和重工業，都有約70%在沿海，隻有20%在內地。這是曆史上形成的一種不合理的狀況。沿海的工業基地必須充分利用，但是，為了平衡工業發展的布局，內地工業必須大力發展。”
在毛澤東等中央領導人的推動下，我國“一五”計劃的實施，充分重視西部地區的發展，西部地區建成了一批新興工業基地，出現了西安、鹹陽、蘭州等新興工業城市，在新疆則成立生產建設兵團，屯墾戍邊。隨著寶成、蘭新鐵路的建成和通車，西北與西南之間及其與全國各地的聯係大大加強，我國東部與西部工業布局不合理的狀況開始有所改變，這對於開發西部資源，促進西部乃至全國經濟發展具有重要意義。通過“一五”時期對西部地區的開發建設，使西部地區的發展步伐明顯加快，極大地改變了西部地區工業的落後麵貌。可以說，如果沒有“一五”期間西部地區的開發建設，就沒有後來中國工業化建設的巨大成就，也就沒有新中國成立後十年國民經濟的快速發展。這充分證明了毛澤東的區域發展戰略思想的正確性。
決策三線建設
從1960年起，中蘇關係不斷惡化，中印雙方邊界軍事對峙。中國當時麵臨著嚴峻的安全形勢，令毛澤東十分憂慮。他終於下決心，改變“三五”計劃原定主要解決“吃穿用”的指導思想。