Kars-Gümrü-Tiflis demiryolu İşletme dönemi

I. Dünya Savaşı sırasında bu demiryolu hattı, Anadolu'da Osmanlı İmparatorluğu ile savaşan Rus birliklerini desteklemek için kullanıldı. Savaştan sonra Türkiye, Kars'ı ele geçirdi ve burada bulunan Rus hat açıklığında inşa edilmiş olan hattı ilerleyen yıllarda standart hat açıklığı ile yeniden inşa etti.

SSCB döneminde, demiryolu hattının Gümrü – Kars bölümü SSCB ile Türkiye arasındaki tek doğrudan demiryolu bağlantısı haline geldi. Çoğu zaman, Sovyet Ermeni demiryollarının son istasyonu olan Ahuryan Tren İstasyonu'nda (40°44′8″K 43°47′13″D / 40.73556°K 43.78694°D / 40.73556; 43.78694) çalışanlar, sınırın Türk tarafında yer alan Doğukapı Tren İstasyonu'nda (40°43′46″K 43°44′1″D / 40.72944°K 43.73361°D / 40.72944; 43.73361) çalışan Türk meslektaşları ile oldukça iyi bir iş ilişkisine sahiplerdi. 1980'lerin ortasında, sınır boyunca yıllık navlun hacmi 65.000 ton civarındaydı ve 1989 yılında bu hacim 180.000 tona ulaştı. Yine de söz konusu bu hacim, demiryolu hattının yıllık potansiyel kapasitesi olan 6.000.000 tonun çok çok altındaydı.

Ahuryan'da vagon bojilerini değiştirmek için bir vinç satın alınıncaya kadarki süreçte –vinç 1993'te sınır kapatılmadan kısa bir süre önce alınabilmiştir– kargo yükleri, Sovyet vagonlarından Türk vagonlarına ya da tam tersine her seferinden yeniden yüklenmek durumundaydı. Öte yandan, Türk tarafındaki Doğukapı'da nakliye konteynerlerini geniş ve standart model vagonlara taşımak için bir vinç kullanılmaktaydı.

1986 yılında (Gümrü – Tiflis bölümünde yer alan Tiflis Kavşağının 23 km. güneyinde bulunan) Marabda'nın batısından Ahılkelek'e kadar uzanan 160 kilometrelik bir şube hattının yapımı tamamlandı. Bu şube daha sonra kullanılamaz hale geldi, ancak günümüzde Bakü – Tiflis – Kars demiryolu hattının bir parçası olarak rehabilite edildi ve kullanılabilir hale getirildi.