Seit 2018 wurden rund 140 Millionen Euro investiert, um die Gleisanlagen auf der Strecke zwischen Elmshorn und Sylt zu erneuern. Zusätzlich werden Bahnübergänge, die Signaltechnik sowie Brücken für rund 20 Millionen Euro modernisiert. Insgesamt wurden auf der sogenannten Marschbahnstrecke in den vergangenen vier Jahren 200 Kilometer Gleise und 33 Weichen erneuert. In insgesamt 58 Teilbaumaßnahmen wurden unter anderem 230.000 Betonschwellen, 175.000 Tonnen Schotter und 400.000 Meter Schienen ausgetauscht.
Auch nach Abschluss dieser Modernisierungsarbeiten wird weiterhin in die Marschbahn investiert. Unter anderem werden in Westerland, Niebüll und Tönning (alle Kreis Nordfriesland) die alten Stellwerke durch Elektronische Stellwerkstechnik (ESTW-Technik) ersetzt.