Сегодня Сахалинская железная дорога является частью Дальневосточной железной дороги, простираясь на протяжении 805 км от порта Корсаков на юге острова, через Южно-Сахалинск, до станции Ноглики на севере. На станции Ильинский есть ответвление, которое ведет к станции и порту Холмск. Для связи острова с материком используется паромная переправа Ванино - Холмск, на которой три парома класса "Сахалин" работают круглосуточно. Паромы оборудованы железнодорожными путями стандартной ширины колеи - 1520 мм, так же как и железнодорожные пути на материке.
На станции Холмск осуществляется смена тележек, чтобы адаптировать вагоны к узкой колее Сахалинской дороги - 1067 мм. Однако эта технология слишком затратна и увеличивает стоимость доставки товаров и грузов, что отражается на ценах. В настоящее время ведется реконструкция дороги, чтобы перевести ее на стандартную ширину колеи 1520 мм, и этот процесс почти завершен. На бетонные шпалы укладывается третий рельс для широкой колеи, однако рельсы узкой колеи 1067 мм пока оставлены и поезда продолжают движение по ним.