В 1934 г. произошло событие, надолго оставившее свой отпечаток на развитие трамвая в Одессе. На широкую (1524 мм) колею были перешиты первые 28,9 км путей и построена новая ветка широкой колеи в Ульяновку (2,1 км). На широкую колею были перешиты ул. Преображенская, Софиевская, Нарышкинский сп., кольцо "Херсонский сквер", а также ул. Новощепной ряд, Водопроводная, Большефонтанская дорога и улицы Ближних Мельниц. В следующем, 1935 году, были переложены пути по ул. Мечникова, Лазарева (Малороссийской) и на Дальних Мельницах, причем на Дальних Мельницах было построено однопутное кольцо. Также была достроена линия до Люстдорфа, причем от Дачи Крамаренко линия теперь проходила не по ул. Долгой, а была построена заново по полям и проселочным дорогам. Это привело к единственному известному нам случаю, когда по линии трамвая была переименована дорога. Большефонтанская дорога стала называться Люстдорфской, т.к. трамвай на Большой Фонтан по ней уже не шел. Также по аналогии с Фонтанской (Среднефонтанской) дорогой остановки на новом маршруте стали называться "станциями", хотя никакого парового трамвая или железной дороги там не было. Общая длина линий широкой колеи составила 51,7 км.

На линиях широкой колеи были организованы маршруты 2, 10, 11, 12, 13, 29, причем маршрут 12 полностью повторял маршрут закрытого в 1930 г. маршрута 2. Для обслуживания ширококолейных маршрутов Одесса получила с Мытищинского машиностроительного завода 47 моторных вагонов "Х" и 44 прицепных вагона "М".

Перешивка затронула узкоколейные маршруты, связанные с ул. Преображенской и Водопроводной. Были закрыты маршруты 3, 16, 26, 26а, 32, продлен до Малого Фонтана маршрут 5, перенаправлен на Греческую пл. маршрут 17, для маршрута 23 по ул. Преображенской от Греческой до Дерибасовской была проложена третья нитка рельсов, также третья нитка проходила по ул. Мельничной для маршрута 30.

В таком виде трамвайная сеть просуществовала без каких-то изменений до начала Великой Отечественной войны.

В 1941 г. было завершено строительство первой в Одессе троллейбусной линии, было построено депо и завезены 10 троллейбусов ЯТБ-4, но открыть троллейбусную линию помешала война.

Перечень действовавших в 1934-41 г. маршрутов приведен ниже.