Con la nacionalización de los ferrocarriles durante la presidencia de Perón, el CGBA se integró, junto con otras líneas de trocha métrica, al Ferrocarril General Belgrano (durante tres años, entre 1954 y 1957 formó parte del Ferrocarril Nacional Provincia de Buenos Aires).
La falta de rentabilidad a los servicios prestados desde la Estación Buenos Aires comenzó a recaer en algunas de sus instalaciones y así fueron clausurados en 1951 los talleres Riachuelo. Posteriormente, décadas más tardes, el Mixto a Rosario, unía una gran cantidad de pueblos del interior con el tráfico de pasajeros y de encomiendas, también dejaría de prestar servicio, a fines de 1976, siendo el último servicio regular traccionado a vapor. El ramal siguió recortándose en prestaciones hasta las que tiene actualmente entre la Estación Buenos Aires y González Catán, y la misma cabecera porteña y Marinos del Crucero General Belgrano.