В 1934 году был прекращен выпуск вагонов для узкой колеи, и это вынудило одесские власти пойти на дорогостоящую перешивку на широкую колею — 1524 мм. «Ширококолейными» стали многие улицы в центре города, а через год были переложены пути по улицам Мечникова, Лазарева и Дальних Мельниц. Благодаря этому старые трамвайные пути от Лазарева до Водопроводной оказались ненужными, и сегодня можно увидеть только сохранившуюся их часть — между улицами Болгарской и Лазарева.
Также появилась широкая трамвайная линия до Люстдорфа, которая частично была построена заново и проходила по полям и проселкам. Остановки на новом маршруте стали называться «станциями», хотя никакой железной дороги там не было. Общая длина линий широкой колеи составила 51,7 км.
По новым линиям стали ходить маршруты №2, №10, №11, №12, №13, №29. Причем 12-й трамвай полностью повторял маршрут закрытого в 1930 году маршрута №2. Также благодаря перешивке был упразднен 26-й трамвай, который ходил на Чубаевку из центра.
Однако не все маршруты в городе были переведены на широкую колею. Продолжал существовать маршрут №5, который продлили до Малого Фонтана, а также маршрут №17, который перенаправили на Греческую площадь. Также по городу курсировали трамваи №23 и №30. В таком виде трамвайная сеть существовала до начала Второй мировой войны. Кстати, довольно долго на одесских улицах можно было увидеть «тройные» рельсы, по которым одновременно ходили вагоны узкой и широкой колеи.
Во время войны на узкой колее работал также трамвай №21-а, который ходил по маршруту «Застава — Фронт». Такой вагон сегодня находится в музейном парке Мемориала 411-й батареи. Также во время войны работали трамваи №2, №11 и №12.