Estrées-Saint-Denis était également le terminus de la ligne en provenance de Beauvais via Rochy-Condé, gare de bifurcation de la ligne Beauvais à Creil. Des trains directs Beauvais – Compiègne desservaient Rochy-Condé (PK 8), La Rue-Saint-Pierre (PK 20), Clermont-de-l'Oise (PK 28), Estrées-Saint Denis (PK 49) et enfin Compiègne (PK 63).

De 2003 à 2008, la section Amiens – Compiègne a fait l'objet d'importants travaux : rehaussement et allongement des quais, renouvellement du matériel roulant, du mobilier, de l'infrastructure et de la signalisation autorisant des relèvements de vitesse substantiels et le renforcement de la desserte.