Im Rahmen der "Netzergänzenden Maßnahmen" für das Bauprojekt "City-Tunnel Leipzig" wurde im Jahr 2013 der Abschnitt zwischen den Haltepunkten Leipzig Miltitzer Allee und Leipzig Plagwitz im Leipziger Ortsteil Grünau umfassend saniert. Neuer Oberbau und Fahrleitungsanlagen sowie Umgestaltung der Bahnsteiganlagen. Am 15. Dezember 2013 wurde der Streckenabschnitt von der S-Bahn Mitteldeutschland in Betrieb genommen. Vorher war der Abschnitt ab dem 30. April 2011 für den Zugverkehr eingestellt.

Für das Verkehrsbauprojekt "Deutsche Einheit Nr. 8" (VDE 8.2) mussten die Gleisanlagen und drei Bahnsteige erneuert werden. Betroffen waren die Gleise 10-15, die sich in Bahnhofsmitte befinden. Für die langen Fernverkehrszüge wurden die Bahnsteige verlängert. Der Bauzeitraum fand in den Jahren 2013 bis 2015 statt. Am 9. Dezember 2015 wurde die ICE-Ausbaustrecke Erfurt–Halle/Leipzig eingeweiht.