W planach jest odnowienie 30 km toru oraz wymiana 20 km sieci trakcyjnej. Modernizacja 20 przejazdów kolejowo-drogowych poziom bezpieczeństwa podniesie. Dużą część prac modernizacyjnych wykonano już w ubiegłym roku. Objęły one 45 obiektów inżynieryjnych, 53 km torów oraz 12 km sieci trakcyjnej. Zmodernizowano lub wymieniono 47 rozjazdów oraz przebudowano 47 przejazdów kolejowych.
Najważniejsze projekty realizowane na Dolnym Śląsku w ostatnich latach to modernizacja linii Wrocław – Poznań na odcinku od Wrocławia do granicy woj. dolnośląskiego (koszt inwestycji to 1,3 mld złotych) i poprawa linii nr 274 Wrocław - Wałbrzych – Jelenia Góra (dotychczas wydano ponad 400 mln złotych). Zakończono ponadto modernizację linii kolejowej biegnącej od Legnicy przez Wrocław do Opola (wydano 2 mld złotych), a w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego przeprowadzona została m.in. modernizacja peronów na stacjach Jelenia Góra Zachodnia i Piechowice w ramach Jeleniogórskiej Kolei Aglomeracyjnej (koszt inwestycji wyniósł 8,3 mln złotych).
W nowej unijnej perspektywie budżetowej PLK chce modernizować dwa odcinki linii o istotnym znaczeniu dla wrocławskiej i wałbrzyskiej aglomeracji. To linia kolejowa nr 292, na odcinku Jelcz Miłoszyce – Wrocław Sołtysowice oraz linia nr 285 na odcinku Świdnica Kraszowice - Jedlina Zdrój. Analiza przedsięwzięcia prowadzona jest wspólnie z władzami samorządowymi woj. dolnośląskiego.
Poprawiany jest także stan tzw. nadodrzanki – linii łączącej Dolny Śląsk z portami Szczecina i Świnoujścia. Remontowany jest tor na odcinku Rudna Gwizdanów - Głogów oraz modernizowany odcinek Głogów – Bytom Odrzański. Zaplanowano także prace na linii E30 gdzie elektryfikowany będzie fragment trasy Węgliniec – Zgorzelec oraz na linii 289, gdzie do rewitalizacji przewidziano odcinek Legnica - Rudna Gwizdanów, co pozwoli na przywrócenie ruchu pasażerskiego. Z kolei przywrócenie ruchu towarowego pomiędzy Oleśnicą a Kępnem mają umożliwić prace na linii 181. W 2016 roku zakończą się również prace przy budowie nowego mostu granicznego nad Nysą Łużycką, na odcinku Bielawa Dolna – Horka. Nowe tory pozwolą na sprawniejsze prowadzenie cięższych pociągów z prędkością do 120 kilometrów na godzinę.
Na obszarze województwa dolnośląskiego znajduje się w eksploatacji 1763 km linii kolejowych, co stanowi około jednej dziesiątej wszystkich linii zarządzanych przez PLK. Dotychczasowym efektem prac modernizacyjnych jest m.in. krótszy czas przejazdów między największymi miastami. Przykładowo przejazd z Wrocławia do Warszawy trwa rekordowo krótko: 3 godziny i 31 minut. Krócej jeżdżą pociągi na zmodernizowanych liniach do Wałbrzycha, Jeleniej Góry, Opola, Jelcza Laskowic i Obornik Śląskich.