Die Anfang der siebziger Jahre des vorigen Jahrhunderts beginnende zweite Periode der bayerischen Eisenbahngeschichte fällt mit Beginn und Ende des zweiten deutschen Kaiserreichs zusammen. Die Verfassung des Deutschen Reichs unterstellte das Eisenbahnwesen "im Interesse der Landesverteidigung und des allgemeinen, gemeinsamen Verkehrs" dem Reich. Art. 42 "Die Bundesregierungen verpflichten sich, die deutschen Eisenbahnen im Interesse des allgemeinen Verkehrs wie ein einheitliches Netz verwalten und zu diesem Behufe auch die neu herzustellenden Bahnen nach einheitlichen Normen anzulegen und ausrüsten zu lassen" fand aber in Bayern wegen der Reservatrechte für Post und Bahn nur eingeschränkt Anwendung. Bayern sah in Reichseisenbahnplänen grundsätzlich einen Angriff auf die eigene Souveränität und lehnte sie energisch ab. Im übrigen vervollständigte das Königreich in den Jahren bis 1880 systematisch sein Hauptbahnnetz, verstaatlichte die bayerische Ostbahn und begann ab 1884 mit der Förderung des Lokalbahnbaus; bis zum Ende der bayerischen Staatseisenbahnen wurden fast 190 Lokalbahnstrecken eröffnet.

Zum 1. Januar 1909 wurde die Pfalzbahn verstaatlicht und von der Eisenbahndirektion in Ludwigshafen verwaltet. Bis zu diesem Zeitpunkt war sie die größte Privatbahn in Deutschland; sie war 1870 aus der Fusion von vier Privatbahnen zu einer Bau-, Betriebs- und Ertragsgemeinschaft hervorgegangen. Damit war dem Staatsbahnprinzip auch im linksrheinischen Bayern zum Durchbruch verholfen. Die daneben noch weiter bestehenden bayerischen Privatbahnen hatten alle nur lokale Bedeutung.

Der Ausgang des Ersten Weltkriegs und die von den Siegermächten verfügten drastischen Abgaben an Eisenbahnmaterial, nicht zuletzt aber der stark heruntergewirtschaftete Fahrzeugpark machten die deutschen Länderbahnen jetzt erheblich geneigter, einer übernahme durch das Reich zuzustimmen. So brachte Bayern zum 1. April 1920 sein Netz im Umfang von 8526 km - nach Preußen das zweitgrößte in Deutschland - in die Reichseisenbahnen ein. über die Abfindung wurde allerdings noch fast 15 Jahre gestritten, bis das "Gesetz über den Neuaufbau des Reichs" vom 30. Januar 1934 mit einem Federstrich über alle Ländervorbehalte hinwegging.