O trecho de Açailândia/MA e Palmas/TO foi subconcedido à Vale S.A. em 08/08/2007, com lance de R$ 1,478 bilhão, pelo prazo de 30 anos.
Esse empreendimento está proporcionando uma nova logística de transporte de grãos, carne, açúcar, milho, etanol, soja e seus subprodutos, como farelo e óleo, fertilizantes e combustíveis para a região centro-norte do Brasil, o que se traduz em desenvolvimento econômico e social para a região atendida pela ferrovia.
Em Açailândia a ferrovia se conecta à Estrada de Ferro Carajás (EFC), que acessa o complexo portuário de Itaqui, em São Luís/MA.
A partir de Porto Franco/MA, com a implantação da ligação a Eliseu Martins/PI, a Ferrovia Norte-Sul se conectará à Nova Transnordestina, o que permitirá acesso aos portos de Suape/PE e Pecém/CE.