Ter voorbereiding van de bevrijding van Europa en andere delen van de wereld tijdens de Tweede Wereldoorlog lieten het Amerikaanse leger (United States Army Transportation Corps) en het Britse War Department grote aantallen locomotieven, zowel diesel- als stoomlocomotieven, en goederenwagons bouwen. De geallieerden hadden spoorwegen nodig om het snel oprukkende leger met grote hoeveelheden goederen, zoals tanks, munitie, maar ook levensmiddelen, te kunnen bevoorraden. In drie jaar tijd werden in recordtempo ongeveer 100.000 spoorwegvoertuigen gebouwd, waarvan ongeveer 4500 locomotieven. Het oorlogsmaterieel werd ontworpen om goedkoop en snel gebouwd te worden, maar ook robuust en makkelijk in onderhoud te zijn. De locomotieven en goederenwagons werden gebouwd met een verwachte levensduur van slechts vijf jaar. Van de geallieerde locomotieven zijn er tegenwoordig acht in Nederland te vinden bij verschillende spoorwegmusea. Dit zijn de Amerikaanse diesellocomotieven USATC 7989 en USATC 8147, de Amerikaanse stoomlocomotief USATC 4389, de Britse diesellocomotieven WD 70031, WD 70033 en WD 70269 en de Britse stoomlocomotieven WD 75080 en WD 73755. De geallieerde goederenwagons bestonden uit gesloten goederenwagons, ketelwagons en platte wagons. In Nederland zijn bij spoorwegmusea de Amerikaanse boxcars USATC 224340 en USATC 2200055 en de Amerikaanse ketelwagons USATC 17023 en USATC 17048 te zien. Op D-Day, 6 juni 1944, landden de geallieerde troepen in Normandië, Frankrijk. In het begin waren de Europese havens door de Duitsers geblokkeerd, waardoor de eerste geallieerde treinen bij het strand in Normandië het Europese land werden opgebracht. Na D-Day werden in hoog tempo duizenden locomotieven en goederenwagons naar het Europese vasteland gebracht. Het andere oorlogsmaterieel werd tijdens de oorlog in andere delen van de wereld gebruikt. Op 5 mei 1945 werd het Nederlandse vasteland door de geallieerden bevrijd van de Duitsers. Op 11 juni werden de Waddeneilanden ook bevrijd.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog werden duizenden Nederlandse goederenwagons, locomotieven, rijtuigen en treinstellen naar het oosten afgevoerd of deze bleven erg beschadigd achter. Ook was veel infrastructuur op veel plekken vernietigd; tijdens de oorlog waren 180 spoorbruggen opgeblazen. De Nederlandsche Spoorwegen schatte de totale oorlogsschade op 522,5 miljoen gulden (omgerekend zou dat ongeveer 3,9 miljard euro zijn in 2025). Personeel van de NS maakte meerdere reizen naar het oosten om Nederlandse treinen terug te zoeken die nog bruikbaar waren. Een deel werd nooit teruggevonden en werd door NS administratief afgevoerd. Nadat de Tweede Wereldoorlog ten einde was gekomen, belandde veel overtollig Amerikaans en Brits oorlogsspoormaterieel op grote legerdumps in Europa. Hier konden de Europese spoorwegmaatschappijen materieel kopen of huren om hun spoornetwerk weer op te bouwen. NS en enkele andere bedrijven in Nederland namen rond de 400 Amerikaanse en Britse diesel- en stoomlocomotieven over uit de legerdumps. NS nam ongeveer tweeduizend goederenwagons over van het Amerikaanse leger om zo de treindiensten weer op te bouwen. Van deze locomotieven zijn de diesellocomotieven NS 162, NS 164, NS 508, NS 620, NS 2019 en de stoomlocomotieven NS 5085, NS 8811 en de Oranje Nassau 26 bewaard of gereconstrueerd. Deze locomotieven zijn teruggebracht in de kleuren die ze tijdens de oorlog droegen of de donkergroene kleur die NS de locomotieven gaf. Daarnaast kocht en huurde NS locomotieven uit andere landen in Europa, waaronder West-Duitsland. De NS 7853 is een reconstructie van een Zwitserse locomotiefserie die na de oorlog drie jaar in Nederland heeft gereden. Van de oorlogsgoederenwagons die later bij NS terechtkwamen zijn de ketelwagons USATC 17023 en USATC 17048 en de gesloten goederenwagon USATC 224340 bewaard. Het overgrote deel van de locomotieven en goederenwagons werd binnen tien jaar, toen nieuw materieel beschikbaar was, weer buiten dienst gesteld. In de eerste jaren na de oorlog werden door een gebrek aan rijtuigen goederenwagons ingezet voor reizigersvervoer. Ook werden bussen en legertrucks ingezet als vervanging van de treindienst.

Tijdens de bevrijding van Europa verbruikten de geallieerde tanks, jeeps en GMC-trucks elke dag vier miljoen liter benzine. Om deze grote hoeveelheid benzine naar het front te transporteren, werden grote Amerikaanse ketelwagons gebruikt. Deze vierassige wagons hadden een capaciteit van 40.000 liter per wagon. Gemiddeld waren er per dag dus honderd grote ketelwagons met benzine nodig aan het front. Na de oorlog nam de NS onder andere de ketelwagon USATC 17746 over. NS gebruikte de grote ketelwagons voornamelijk voor de olietreinen vanuit Schoonebeek. Deze treinen werden in het begin getrokken door de NS-serie 2000, diesellocomotieven die NS ook uit de Amerikaanse oorlogsvloot heeft overgenomen. De 17746 kwam uiteindelijk bij de Veluwsche Stoomtrein Maatschappij terecht.