2006年2月22日，中国国务院第126次常务会议批准京沪高速铁路立项。

2007年10月22日，中国国务院决定成立京沪高速铁路建设领导小组；同年12月10日，京沪高速铁路建设领导小组第一次会议召开；同年12月27日，京沪高速铁路股份有限公司创立。

2008年4月18日，京沪高速铁路开工典礼举行，时任中国国务院总理温家宝出席，京沪高速铁路全线开工。

2009年6月30日，京沪高铁全线路基施工完成。

2010年1月14日，京沪高铁进入轨道板铺设阶段；同年11月15日，京沪高铁全线铺轨完成；同年12月3日，京沪高铁枣庄至蚌埠间的先导段联调联试和综合试验中，由原中国南车集团研制的“和谐号”380A新一代高速动车组在上午11时28分最高时速达到486.1公里，刷新世界铁路运营试验最高速度；同年12月6日，京沪高铁主力车型CRH380A动车组一比一实体模型亮相。

2011年5月11日，京沪高铁全线开始为期一个月的空载试运行；同年6月7日，京沪高铁全线开始满图试运营；同年6月16日，京沪高铁全面载客从上海虹桥——北京南站试跑，为通车做准备；同年6月30日，京沪高铁举行首发仪式，时任中国国务院总理温家宝出席并乘坐首发列车；同年7月1日，京沪高铁正式开通运营。

2013年2月25日，京沪高速铁路工程通过国家验收。

2019年10月25日，证监会披露关于京沪高速铁路股份有限公司的《首次公开发行股票并上市》，接受京沪高铁IPO申请材料。公开资料显示，京沪高铁在10月22日向证监会递交上市材料，并于23日获得证监会的受理通知。11月14日，国铁集团控股的京沪高速铁路股份有限公司申请首次公开发行股票并在上海证券交易所主板上市，获得中国证券监督管理委员会发行审核委员会会议审核通过。12月20日，京沪高铁公司获得IPO批文，人民日报、易方达基金等21家国有资本、扶贫投资基金、战略配售基金积极参与了京沪高铁战略配售。

2020年1月16日，京沪高速铁路股份有限公司在上海证券交易所主板挂牌上市，这标志着“中国高铁第一股”成功登陆A股，铁路股份制改造取得重要进展。

2022年9月，京沪高铁二线山东段所经地市和站点走向明确：在山东经德州、滨州、东营、潍坊、日照、临沂6市，共设13个站点。12月26日，河北廊坊主城区至省会石家庄高铁直通车正式开通运营。

2023年5月22日，京沪高铁山东段开始道岔换轨施工作业，这是京沪高铁山东段2011年建成通车以来，铁路部门首次进行大规模道岔换轨作业。

2023年12月13日，北京铁路微博消息，受降雪影响，为确保列车运行安全，铁路部门对京沪高铁部分区段上下行列车采取限速运行措施，导致部分旅客列车晚点运行。请广大旅客及时关注中国铁路12306网站信息或车站公告，妥善安排出行。

2024年1月18日，津潍高铁“津城1号”盾构机在滨海新区津沽海河隧道正式始发。津潍高铁津沽海河隧道由此全面加快建设，全线计划2027年建成通车。

京沪高速铁路全线共设24个车站，由北向南分别为：北京南站、廊坊站、天津西站、天津南站、沧州西站、德州东站、济南西站、泰安站、曲阜东站、滕州东站、枣庄站、徐州东站、宿州东站、蚌埠南站、定远站、滁州站、南京南站、镇江南站、丹阳北站、常州北站、无锡东站、苏州北站、昆山南站和上海虹桥站。其中，始发站5个，分别为北京南站、天津西站、济南西站、南京南站和上海虹桥站；19个中间站包括14个地级市站和5个县级站。在这些站点中，北京南站、天津西站和上海虹桥站是在原有车站基础上新增线路，其余车站为京沪高速铁路新建车站。

京沪高速铁路与既有京沪铁路大体平行，正线全长1318公里，较既有京沪线缩短约145km，自北京南站西端引出，沿既有京沪铁路，经天津新设天津南站并与天津西站间修建联络线连接；向南沿京沪高速公路，在京沪高速公路黄河桥下游3公里处跨黄河，在济南市西侧新设济南西客站；向南沿京福高速公路东侧南行，在徐州市东部新设徐州东站；于蚌埠新淮河铁路桥下游1.2km处跨淮河设蚌埠南站，过滁河，在现有南京长江大桥上游20公里的南京大胜关长江大桥处越江进入新设的南京南站，终到上海虹桥站。天津、济南、徐州、蚌埠、南京、上海等枢纽地区通过修建联络线引入既有站。

京沪高速铁路途经中国的华北地区和华东地区，两端连接京津冀和长三角两个经济区域，沿线以平原为主，局部为低山丘陵区，经过海河、黄河、淮河、长江四大水系，所经区域面积是中国社会经济发展活跃的地区之一。

京沪高速铁路均采用运用动车组列车运营。截至2017年6月，京沪高速铁路先后采用CRH2A、CRH2C、CRH380A（L）、CRH380B（L）、CRH380C（L）、CRH380D、CR400AF、CR400BF等型号的动车组列车。

2017年6月26日，中国标准动车组“复兴号”在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向首发。“复兴号”是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的中国标准动车组。

京沪高速铁路设计速度380公里/小时，初期运营速度300公里/小时，当前运营速度350公里/小时，列车最小追踪间隔按3.5分钟设计，年客运输送能力双向达到1亿6千万人次。

京沪高速铁路全线桥梁长度约1140km，占正线长度86.5%；全线隧道22个，总长度约16km，占正线长度1.2%；路基长度162km，占正线长度12.3%。京沪高铁全线铺设无缝线路和无砟轨道，铁路线路、牵引供电、通信信号等基础设施采取多种减振、降噪、低能耗、少电磁干扰的环保措施，全线实行防灾安全实时监控。

京沪高铁全线采用CTCS-3级列车运行控制系统，由集行车控制、调度指挥、信息管理和设备监测于一体的综合自动化系统统一指挥。此外，京沪高铁全线实现道口的全立交和线路的全封闭，全线优先采用以桥代路方式，以最大限度节约土地资源。

京沪高铁开通初期每天将开行动车组90对，实行时速300公里和250公里两种速度等级混跑的开行模式。

2010年12月6日，京沪高铁主力车型CRH380A动车组实体模型亮相，京沪高铁列车将全部实行8/16节车厢编组，定员1004人。

2011年1月9日，在京沪高速铁路先导段运行试验中，由原中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司自主创新研制的新一代和谐号CRH380BL高速动车组，创造了每小时487.3公里的世界铁路运营试验最高速度；同年6月13日上午，原中华人民共和国铁道部召开新闻发布会，公布京沪高铁票价、运行图、开通日期等信息；同年6月24日9点起，京沪高速铁路开始网络售票，旅客可通过中国铁路客服中心12306购买电子车票。

2012年4月13日，上海虹桥站、天津西站和济南西站三个车站安检区域将安装用于身份识别的高科技安检系统——人脸识别系统；同年7月1日起，京沪高铁将增加运力，原北京铁路局由日常开行65对京沪高铁增至67对，周末开行72对增至74对，高峰期开行78对增至79对。

2017年6月26日，中国标准动车组“复兴号”在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向首发；同年9月21日，京沪高铁列车最高运营速度达350千米/小时。

2020年，中国铁路12306APP正式开卖“计次·定期票”，京沪高铁二等座90天内20次乘坐价格为11240元，相当于单次562元。

截至2021年6月30日，京沪高速铁路已开通运营10周年，累计发送旅客13.5亿人次。

2011年6月30日至12月31日，京沪高铁全线运送旅客2445.2万人次，日均13.4万人次；

2012年，全线运送旅客6506.9万人次，日均17.8万人次，同比增长32.8%；

2013年，全线运送旅客8389.8万人次，日均23.0万人次，同比增长32.6%；

2014年，全线运送旅客10588.2万人次，日均29.0万人次，同比增长26.1%，其中，五一期间最高日运送38.2万人次，暑运期间日均发送34.6万人次；客票收入约300亿元，首次实现盈利。

2015年春运，京沪高铁累计运送旅客1262万人次，同比增长，18.1%。4月30日，运送旅客达48.9万人次，创下历史最高记录，暑运期间日均发送旅客39.9万人次，国庆期间最高日发送旅客43万人次。

2016年暑运，京沪高铁日均发送旅客45.7万人次，国庆期间最高日发送旅客59.1万人次。

2017年五一期间，京沪高铁最高日运送旅客66.6万人次，暑运暑运日均发送旅客55.8万人次。

2018年5月1日，京沪高速铁路创造了66.9万人次的单日旅客发送量最高纪录。暑运期间日均旅客发送量60.1万人次。

2019年，京沪高铁全年旅客发送量达到2.1亿人次，是开通运营以来旅客发送量最高的一年。其中，清明小长假期间，京沪高铁最高日运送77.6万人次。

2020年，京沪高铁全年旅客发送量达到1.3亿人次。

2021年上半年，京沪高铁本线列车运送旅客1876.2万人次，同比增长95.6%截至2021年6月30日，京沪高速铁路开通运营10周年，累计发送旅客13.5亿人次。10年间，京沪高铁日均开行列车472趟，单日开行旅客列车最高达到666列，单日最高发送旅客达到79.8万人次。暑运期间日均开行动车组450列，累计发送旅客2643.3万人次。

2022年，日均发送旅客24.52万人次，仅相当于2019年的42.43%，单日旅客发送量最低时仅为2.7万人次，造成营收大幅下降。其中，上半年京沪高铁本线列车运送旅客625.3万人次，同比下降66.7%。全年京沪高铁本线列车运送旅客1722.6万人次。

2023年上半年，京沪高铁共开行列车4952列次，同比增长10.5%，京沪高铁本线列车运送旅客2499万人次，较去年同期增长299.7%，达到2019年同期的99.7%，旅客发送量达到1307万人次。其中，1月1日至29日累计发送旅客1200.7万人，达到2022年同期的139.8%、2021年的161.9%，恢复至2019年的83.3%。春节假期，京沪高铁沿线旅客出行火爆，1月27日（大年初六）发送旅客68.7万人次，已超2019年春运同期水平。

2020年12月23日起，京沪高铁公司将对京沪高铁运行时速300—350公里的高铁动车组列车公布票价进行优化调整，将根据客流情况， 区分季节、时段、席别、区段等，建立灵活定价机制，实行优质优价，有升有降。

京沪间二等座初期最低票价498元、降幅10%，最高票价598元、涨幅8%。

京沪高速铁路济南黄河大桥位于济南境内，2008年4月18日开工建设，包括主桥、北引桥和南引桥三部分，是北京至上海、太原至青岛铁路两线共用的四线桥。2010年4月14日全线贯通。大桥全长5143.4米，跨度728米，宽31米，共有144个桥墩，由70多万个螺栓连接而成。

南京大胜关长江大桥全长9.273公里，是中国首座按六线轨道设计的铁路大桥，也是世界上设计荷载最大的高速铁路桥。桥上按六线布置，分别为京沪高速铁路双线、沪汉蓉铁路双线和南京地铁双线，其中京沪高铁设计时速达300公里。大桥主桥为两联连续钢桁梁和六跨连续钢桁拱桥，通航净空32米，能够确保万吨级船舶顺利通航。

南京大胜关长江大桥是京沪高速铁路的控制性工程，也是全线率先开工的项目，具有体量大、跨度大、荷载大、速度高等“三大一高”的特点。

京沪高铁至天津西站北联络线工程是连接京沪和津保铁路的重要环节，联络线自京沪高铁引出，向南跨过子牙河折向东南，与津保铁路上行联络线相接，连通津保铁路、津秦客运专线、京沪高速铁路与天津西站，将覆盖北京方向与东北方向的快速客运网络。

截至2016年1月，京沪高速铁路获中国发明专利51项、中国实用新型专利114项、中国外观设计专利5项、中国软件著作权8项，中国国家级工法9项，专著18部，论文243篇。

2016年1月8日，京沪高速铁路荣获2015年度中国国家科学技术进步特等奖。

1. “京沪高速铁路重大技术经济问题前期研究”获得1995年度国家科技进步一等奖（突出贡献奖）；

2. “高速铁路浅埋小净距大跨度隧道群关键技术”获得2012年度安徽省科技进步二等奖；

3. “超大型交通枢纽混凝土工程技术创新与实践”、“上海虹桥综合交通枢纽施工成套关键技术”分别获得2011年度和2013年度上海市科技进步二等奖；

4. “京沪高速铁路站前工程设计暂行规定”获得2008年度天津市科技进步二等奖；

5. 2011～2012年度铁道部铁路优质工程‘勘察设计’奖（优质工程一等奖、优秀工程勘察一等奖、优秀工程设计特等奖）；

6. “京沪高速铁路JHTJ-4标段濉河特大桥工程”获得2012年度山东省建筑业协会建筑工程质量“泰山杯”奖；

7. “京沪高速铁路上海虹桥站主站房工程”获得2010年度上海市建筑施工行业协会上海市建设工程“白玉兰”奖；

8. 2011年度中国建筑金属结构协会中国钢结构金奖。

京沪高速铁路自开通运营以来，基础设施状态良好，运量快速增长，运营安全有序可控，至2015年底累计运送旅客突破4亿人次，实现了让旅客 “安全出行、方便出行、温馨出行”的目标，取得了良好的经济效益与社会效益。京沪高速铁路构建了中国高铁标准体系与技术体系，支撑了中国高速铁路的快速发展，打造了技术先进、安全可靠、性价比高的中国高铁品牌。以京沪高速铁路为代表的高铁已成为中国的一张亮丽名片。（人民铁道网 评）。

京沪高速铁路建设和开通运营，对中国经济和社会发展具有重大意义；通过技术创新和标准化管理，工程技术、质量和管理等达到世界先进水平。（中国国家铁路局 评）

京沪高速铁路将是世界上一次建成线路最长、标准最高的高速铁路，也是中国建国以来投资规模最大的建设项目。（网易新闻 评）