Ada sejumlah catatan mentereng Jonan sebelum ia diangkat menjadi Komisaris Independen Unilever, khususnya saat menjadi Dirut KAI pada 2009. Dia sukses membalikkan kerugian Rp83,5 miliar pada 2008 menjadi keuntungan Rp154,8 miliar pada 2009.
Pada 2013, tercatat laba sebesar Rp560,4 miliar. Jonan juga melipatgandakan aset KAI dari Rp5,7 triliun pada 2008 menjadi Rp15,2 triliun pada 2013, atau terjadi peningkatan mendekati tiga kali lipat.
Jonan juga mulai memberantas percaloan tiket dengan menerapkan sistem boarding pass, tiket daring, dan penjualan melalui toko ritel. Toilet stasiun yang awalnya harus membayar, digratiskan dan diperbanyak jumlahnya sehingga ada di setiap stasiun. Kereta juga dilengkapi AC dan diberi larangan merokok.
Dalam masa kepemimpinannya di PT KAI, terjadi peremajaan sarana yang cukup banyak. Mulai dari peluncuran kereta-kereta baru, juga dengan mendatangkan 100 lokomotif seri CC206 untuk angkutan barang dan penumpang di Jawa.
Jonan juga dikenal keras dan disiplin dalam menjalankan pekerjaan. Tahun 2014, tercatat 200 karyawan PT KAI dipecat atau pensiun dini karena dianggap malas. Dia juga tidak mengenal kompromi saat menertibkan stasiun dari pedagang dan bangunan liar dengan menggunakan bantuan aparat TNI.