Mit der technischen Entwicklung im Lokomotivenbau wurde auch eine Modernisierung des Bahnbetriebswerkes erforderlich.

Nachdem in Kassel bereits die leistungsstarke G 12 ihren Einzug gehalten hatte, waren für deren Einsatz die in Bestwig vorhandene Drehscheibe zu kurz. Auch war die größtenteils noch aus dem Jahr 1872/1873 stammende Anlage (siehe oben und auf dem Lageplan rechts) stark erneuerungsbedürftig. Während des 1. Weltkrieges waren auch die Gebäude und Werkstattausstattung heruntergekommen.

So wurden auch in Bestwig, wie an vielen Orten dieser Zeit, die Einrichtungen des Betriebsmaschinendienstes modernisiert.

Ab 1918 begannen rd. 400 m westlich der alten Bahnbetriebsstätte erste Vorarbeiten für einen Neubau. Das sumpfige Gelände musste aufwendig standfest gemacht werden. Bereits 1919 wurde in der neuen Anlage eine 20-m Drehscheibe in Betrieb genommen. Jetzt konnte auch die Kasseler G 12 hier gewendet werden.

Die schwierigen wirtschaftlichen Verhältnisse in der Nachkriegszeit sowie die ab 1922 deutlich einsetzende galoppierende Inflation führten zu Verzögerungen. So mussten für einige Jahre die beiden Betriebsteile der inzwischen als Bahnbetriebswerk bezeichneten Dienststelle parallel betrieben werden.

1924 war das neue Bahnbetriebswerk mit einem Personalstand von 400 Mitarbeitern samt aller Nebengebäude fertiggestellt.

Mit Beginn des 2. Weltkrieges war die Obere Ruhrtalbahn eine bedeutende Strecke für den Warenaustausch zwischen den östlichen und westlichen Industrieregionen. So fuhren täglich bis zu 250 Züge auf der bis an die Kapazitätsgrenze ausgelasteten Strecke. Die damit verbundenen Belastungen für das Bahnbetriebswerk spiegeln sich in dem Personalbestand von 400 Mitarbeitern wider.

Im November 1945 konnten die ersten planmäßigen Personenzugpaare wieder verkehren. Das traditionelle Schnellzugpaar D 29/30 war im Winterfahrplan 1946/1947 wieder verzeichnet.

Die Obere Ruhrtalbahn verlor dann jedoch an Bedeutung. Dieses ist insbesondere auf den Rückgang des Ost-West-Verkehrs zurückzuführen. Ein weiterer Punkt ist jedoch auch, dass die Verbindung über Altenbeken – Paderborn – Lippstadt – Soest bevorzugt wurde.