W 1949 roku obrotnica została przedłużona, z powodu pojawienia się dłuższych parowozów, do 20 metrów przy użyciu obrotnicy z Kożuchowa. Nastąpił rozkwit ruchu towarowego. W początku lat pięćdziesiątych zakres pracy parowozowni powiększył się o obsługę pociągów tranzytowych z Leszna Grzybowa do Gubina. W związku z tym wprowadzono parowozy towarowe serii Ty2 oraz do pociągów osobowych OKi2. W 1976 roku placówkę przemianowano na parowozownię I klasy. W Wolsztynie wprowadzono parowozy Ol49 jako podstawowa lokomotywa do pociągów pasażerskich w zamian za parowozy Ok1. W roku 1982 lokomotywownia przestała być jednostką samodzielną oraz została przyporządkowana lokomotywowni w Lesznie.
W 1991 roku decyzją Zachodniej DOKP w Poznaniu jednostka została przemianowana na Parowozownię Wolsztyn, ponieważ od początku stacjonowały tu tylko lokomotywy parowe. W tym samym roku została zorganizowana na zamówienie niemieckich miłośników kolei pierwsza Parada Parowozów. Zainteresowanie spowodowało, że w kolejnym roku zorganizowano dwie dodatkowe parady. Licznie zgromadzona publiczność mogła podziwiać zabytkowe lokomotywy 8 maja 1993 roku. W 2002 roku obrotnica parowozowni została przedłużona do 20,5 metra. W tym samym roku Poczta Polska wydała okolicznościową serię 4 znaczków pocztowych z czynnymi parowozami z Wolsztyna.