Il 15 ottobre 1961 fu inaugurato il collegamento ferroviario diretto Codigoro-Ferrara-Bologna Centrale, servito quotidianamente da due coppie di corse. Tre automotrici di tipo ALn 773 entrarono in servizio nel 1962, mentre due rimorchiate semipilota Ln 779 entrarono in servizio nel 1966. Con l'impiego del nuovo materiale rotabile, il numero di coppie giornaliere di treni tra Codigoro e Bologna passò dapprima a tre, poi (dal 16 febbraio 1970) a quattro.
Il 3 febbraio 1975 fu istituita una coppia feriale di treni Codigoro-Ferrara-Padova, che dal 22 maggio 1977 fu limitata a Monselice. Inoltre, durante l'estate del 1976 le Ferrovie dello Stato, in collaborazione con la GGFP e la Ferrovia Suzzara-Ferrara (FSF), attuarono un collegamento ferroviario diretto da Milano Centrale a Codigoro, via Codogno, Cremona, Mantova, Suzzara e Ferrara, svolto da una coppia giornaliera di treni.
Nei primi anni 2000 furono avviati alcuni lavori di riqualificazione tra Ferrara e Quartesana nell'ambito della cosiddetta metropolitana di superficie, un collegamento urbano promosso dal comune di Ferrara con l'obiettivo di realizzare un collegamento con il nuovo ospedale di Cona mitigando nel contempo l'inquinamento acustico nella tratta cittadina ed eliminando i passaggi a livello per unire due quartieri della città.
Nell'ambito di tali lavori, nel febbraio 2011 furono chiuse la fermata di Ferrara Aleotti e la stazione di Ferrara Porta Reno, soppresso il Deposito locomotive di Ferrara Porta Reno e aperti i cantieri per l'interramento della tratta ferroviaria linea RFI per Rimini destinata a diventare comune alla Ferrara-Codigoro stessa. Contestualmente fu attivato il "Bivio Rivana", posto nei pressi della dismessa stazione, e il traffico della linea RFI fu deviato sulla linea FER tra questa località ferroviaria e lo scalo di Ferrara, in attesa della conclusione dei lavori.
Nel 2012, la società Trasporto Passeggeri Emilia-Romagna (TPER) assunse la gestione del servizio passeggeri, mentre FER ha mantenuto quella dell'infrastruttura.L'8 maggio dello stesso anno, in seguito alla realizzazione di una variante di tracciato e alla contestuale dismissione del vecchio tracciato, venne aperta la fermata di Ferrara Cona Ospedale, a servizio del vicino ospedale.
Nel febbraio 2013 i lavori di riqualificazione furono parzialmente sospesi in attesa delle autorizzazioni alle varianti resesi necessarie per adeguare le opere di interramento alle norme antisismiche e sulla sicurezza delle gallerie ferroviarie emanate successivamente alla redazione del progetto esecutivo,o in seguito al terremoto dell'Emilia del 2012.
Il cantiere ha poi ripreso l'attività: il 10 novembre 2026 verrà aperto il primo binario sotterraneo (quello relativo alla Ferrara-Ravenba) e contestualmente dismesso il tracciato FER da Ferrara a Bivio Rivana dopo 95 anni di storia. La nuova infrastruttura in sotterranea verrà poi completamente attivata a doppio binario.
Sempre nel 2013 venne attivata, il 23 settembre, la variante di tracciato presso Migliarino vista la richiesta regionale di creare un canale navigale per imbarcazioni fino a 15 T, è stato costruito un nuovo ponte sul canale Navigabile.
Il 15 dicembre 2013 fu attivata la fermata di Ferrara Via Boschetto, situata tra la stazione di Ferrara e la fermata di Città del Ragazzo, mentre nel 2016 è stata attivata la diramazione Portomaggiore-Dogato, che tuttavia è stata chiusa il 18 giugno 2017.
Il 1º gennaio 2020, Trenitalia Tper è subentrata a TPER nella gestione dell'esercizio ferroviario.
Come per la linea Parma-Suzzara l'intera tratta di 52 km verrà elettrificata a 3 kV a partire dalla fine 2024 con un finanziamento di 42 milioni di euro provenienti dal Fondo per lo sviluppo e la coesione e dalla regione Emilia-Romagna. Le stazioni di Codigoro, Migliarino e di Quartesana ospiteranno le sottostazioni elettriche per l'alimentazione della linea. Sulla linea verrà anche attivato l' scmt.
Attualmente la linea è chiusa per permettere il proseguimento dei lavori