最初の大規模な工事は、2003年（平成15年）9月27日の夕方から翌28日朝までの予定で行われ、三鷹 - 国分寺間の上り線を仮線に切り替えた。27日は予定通り進んだが、翌28日朝になってから武蔵小金井駅でポイントの不具合が見つかり、工事終了予定時刻を過ぎてもその点検が続いた。JR東日本は代行バスの運転時間を延長するよう各バス会社に要請するが、人員不足などを理由に1時間の延長で代行バスは終了し、同区間から立川・新宿方面への確実な移動手段がなくなったため大混乱となった。ポイント故障が復旧し（この時点では故障の原因不明）、同区間の電車の運転が再開されたのは、工事終了予定より8時間程遅れた午後2時頃であった。また、この作業の際に武蔵境駅周辺ではケーブルテレビ（電波障害用）が日中帯に半日程視聴できなかったが、この件に関してもJR側からは何の説明も行われなかった。

この前代未聞の事件に各種メディアはトップでJR東日本を批判した。「同社が関連会社に工事を丸投げして監督責任を怠っていたこと」「東海旅客鉄道（JR東海）が東海道新幹線品川駅工事の時に事前に工事リハーサルを行ったなどの例に比して、これだけの大規模な工事をぶっつけ本番で一挙に行う半ば無謀な計画であったこと」「工事前後で踏切による交通遮断時間が2倍近く伸び、遮断機が下りる前に渡りきれないなど交通障害が余計ひどくなったこと」などが槍玉に挙げられた。これらの批判を受け、JR東日本は歩行者・自転車用に架道橋を設置したりした。

9月28日にJR東日本は記者会見を行ったが、その中で「もっとバスを借りられるように手配すべきであったが、ここまでの事態は予想できなかった。しかし、すべての乗客をそもそもバスに振り替えるのは無理。バス輸送は補完的なもので、隣接する私鉄に回って、と前からお願いしていた」と発言し、さらなる批判を招いた。

また、この約2週間後には京浜東北線で線路上に置き去りにされた保線用のスコップを跳ねて朝のラッシュ時に長時間にわたって運転を見合わせるという事故も発生し、一連の不手際に対して、国土交通省はJR東日本に業務改善命令を下した。

いわゆる“開かずの踏切”に加え、仮線に切り替えられたことにより踏切の幅が広くなり、渡りきれないなどのケースが続出した（翌2004年の7月と11月に行われた仮線への切替工事により、仮線切替前の横断距離に戻った<ref>2004年7月21日、11月9日付け交通新聞</ref>ほか、2007年6月30日と、2009年1月10日の下り線高架化により遮断時間・横断距離が短縮されている）。

また、この後に実施された三鷹 - 国分寺間下り線の仮線化工事に際しては、切替工事に対するリスク管理のため、<ref>2004年5月19日付け交通新聞</ref>切替区間を分割して実施された。以降実施された切替工事に関してもリスク管理の徹底が図られ、すべて予定時間内に完了している。