京沪高速铁路北京和上海分别是中国的首都和全国最大经济中心城市，而京沪高速铁路位于中国华北和华东地区，两端连接环渤海和长三角经济圈两个经济区域，全线纵贯北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省。 所经区域面积占国土面积的6.5%，人口占全国的26.7%，人口100万以上城市11个，生产总值占中国全国的43.3%，是中国经济发展最活跃和最具潜力的地区，也是中国客货运输最繁忙、增长潜力巨大的交通走廊。
进入21世纪，既有京沪线的利用率已处于超饱和状态，73%的区段运力利用率达到90%，26%的区段运力利用率更达到100%。到了2007年，随著中国经济的急速发展，铁路运输情况变得更为严峻。既有京沪线平均客运密度上升至每公里4782万人、货运密度达到每公里6277万吨，分别为中国全国铁路平均密度的5.2倍和2.1倍，已处于极度饱和状态。运输压力前所未有，新建一条铁路迫在眉睫。
经过多年论证，2006年1月7日，在由国务院总理温家宝主持的国务院常务会议上，通过了《中长期铁路网规划》，同时批准了京沪高速铁路采用轮轨技术的方案，并选用德国、日本、法国其中一国的高速铁路技术。
京沪高速铁路地势为两端高、中间低，团泊洼一带为全线最低处；济南—徐州属鲁中南低山丘陵及丘间平原，地形起伏较大，泰安段为全线海拔最高的区段；徐州—上海线路主要通过黄淮、长江三角洲平原区，局部（蚌埠—丹阳）通过阶地垄岗、低山丘陵。沿线的工程地质条件主要是软土、松软土分布广泛，尤其是武清—沧州松软土、丹阳—上海软土，埋深变化大，软土层厚、强度低，工程性质差。
设计最高运行时速350km，初期运营时速300km，列车最小追踪间隔按3min设计。预计京沪高速铁路建成后，列车以时速350km运行，北京南—上海虹桥站全程运行时间为3h58min ；以时速300km运行，运行时间为4h37min ；以时速200km运行，运行时间为6h52min 。年客运输送能力双向达到1.6亿人次。
线路
车站
全线设车站24个
北京南、廊坊、天津南、沧州西、德州东、济南西、泰安、曲阜东、滕州东、枣庄、徐州东、宿州东、蚌埠南、定远、滁州、南京南、镇江南、丹阳北、常州北、无锡东、苏州北、昆山南、上海虹桥。设北京、上海2个动车段，济南、南京南、虹桥3处动车组运用所；20个固定设施保养点；通信、信号、信息系统、牵引供电等站后设备。
京沪高速铁路重大工程
京沪高速铁路1992年5月，铁道科学研究院提交《京沪高铁可行性研究报告》[2] 。
1994年底，铁道部联合多个部委共同推出《京沪高铁重大技术经济问题前期研究报告》，建议下决心修建京沪高铁，而且越早建越有利。
1997年3月，铁道部正式上报《新建北京至上海高速铁路项目建议书》。
京沪高速铁路1999年12月，京沪高铁评估报告通过，称：建设京沪高铁是必要的，建设方案是可行的，投资规模是合理的，经济效益是可行的。
1998年，提出是否可采用磁悬浮技术问题，出现“高速轮轨”和“磁悬浮”之争。
2006年3月，国务院常务会议讨论并原则通过了《京沪高速铁路项目建议书》。
2007年10月，国家发改委正式批准建设方案，3个月内动工[3] 。
2008年4月18日，京沪高速铁路开工典礼在北京举行，国务院总理温家宝出席。根据当时的宣布，京沪高铁的总工期为5年。
2010年7月19日，京沪高铁开始铺轨，标志着京沪高铁正式由线下工程施工进入轨道工程施工阶段。2010年11月15日铺轨完成[4] 。
2010年11月15日上午9时许，京沪高速铁路在蚌埠南站举行全线铺通仪式，时任铁道部部长的刘志军亲自拧紧最后一颗螺栓，标志着京沪高速铁路全线铺设完成[5] 。
2010年12月3日，京沪高铁新一代高速动车组“和谐号”CRH380A在京沪高铁枣庄至蚌埠段综合试验跑出486.1公里时速，打破该车此前保持的416.6公里的世界铁路最高运营速度纪录[6] 。
2011年1月9日，京沪高铁新一代高速动车组“和谐号”CRH380BL（12节实验编组）在京沪高铁徐州至蚌埠段综合试验跑出487.3公里时速。
2011年2月4日，京沪高铁电气化接触网全线贯通。
2011年5月11日，京沪高铁开始进行空载试运行，全程用时4小时48分[7] 。
通车
2011年6月30日，京沪高铁全线通车试运行，比既定工期提前1年以上[8] 。[9]
京沪高速铁路线路长度：1318公里，相当于日本新干线总里程的一半。
投资总额：2209.4亿元，超过三峡工程。
消耗物资：钢铁500万吨，相当于三峡工程的七倍；水泥4000万吨，相当于三峡工程的六倍。
施工人员：每天有11.4万人工作在长达1200多公里的施工线路上。
站房工程：需要新建改建21座高速铁路车站，其中北京南站、南京南站、上海虹桥站规模居世界前列。
土建工程：需要浇筑29000多座标高12米的H型混凝土高架桥墩，以及每块长达32米，重达900吨的箱梁。
轨道系统：需要铺设4万多块5米规格的无砟道板，以及重达32万吨的高速钢轨，总长度超过5000公里。
车辆系统:研制超过150列时速350公里级别的CRH2C型和CRH3型高速动车组。
| 沿线全长： | 1318公里 | 设计时速： | 350公里 | 初期运营时速： | 300公里 | 最高车速度： | 380公里 |
| 运行时间： | 全程4小时48分钟 | 运输能力： | 年单向输送乘客8000余万人 | 客运车站： | 全程设24个车站 | 主要车站： | 北京南、天津西、济南西、南京南、上海虹桥 |
| 轨道标准： | 1435毫米（标准轨） | 最小曲线半径： | 一般路段9000米，困难路段7000米 | 最大坡度： | 20‰ | 闭塞类型： | 自动闭塞 |
| 动力方式： | 接触网供电：50Hz 25kV | 车辆基地： | 北京动车段、济南西动车组运用所、南京南动车组运用所、上海动车段 | 营运时期： | 2011年6月30日- | 票价： | 全程票价约为410至1750元 |
里程：世界最长
京沪高速铁路是世界上一次建成线路最长的高速铁路。双线全长约1318公里，仅桥梁的长度就达1061公里，占全线长度的80%。原世界上一次建成最长的是西班牙马德里到巴塞罗那的高速铁路，长度为620公里。
投资：国内最大
京沪高铁是新中国成立以来一次投资规模最大的建设项目。
计划总投资2200多亿元，事实上仅银行承诺提供的贷款就已经超过了2600亿元。京沪高速铁路股份公司董事长蔡庆华说，根据京沪高速铁路的全面批复，包括已经开工的北京南站、南京枢纽大桥，总投资2209.4亿元。
技术标准：世界最高
京沪高铁也是目前世界上技术标准最高的高速铁路，在它之前，世界上高速铁路运行速度最高的是时速320公里的法国东部线，而京沪高速铁路设计时速350公里。
世界最长铁路桥
京沪高铁昆山特大桥长164.8公里，为中国客运专线中桥梁长度之最，也是世界上最长的铁路桥梁。[10]
 | 客运通道：年输送旅客单方向8000多万人次 京沪高铁建成后，与既有京沪铁路将实现客货分流，前者为客运专线，后者是货运主线。届时，北京至上海高速列车年输送旅客单方向可达8000余万人次。 |
 | 建设资金：市场化融资多渠道筹集 铁道部部长刘志军在2007年3月曾表示，京沪高速铁路建设资金采取市场化融资方式，吸纳民间资本、法人资本及国外投资，构建多元投资主体，拓展多种投资渠道。 |
 | 方便出行：全程5小时高峰3分钟一列 京沪高铁建成后，届时北京到上海直达只需5小时，将比目前京沪铁路上的直达列车缩短9小时，而且列车发车时间短，高峰期将实现3分钟一列。 |
 | 自主创新：采用适合国情、路情自主技术体系 京沪高铁线路、桥梁、隧道、涵洞等工程技术，通过原始创新，形成完全独立的技术标准和自主知识产权，通信、信号、牵引供电系统，坚持系统集成创新。 |
中国铁路建设投资公司（占股56.267％）
平安资产管理有限责任公司（占股13.913％）
全国社会保障基金理事会（占股8.696％）
上海申铁投资有限公司（占股6.564％）
中银集团投资（占股4.537%）
江苏交通控股有限公司（占股3.803％）
北京市基础设施投资有限公司（占股3.334％）、
天津铁路建设投资控股（集团）有限公司（占股2.751％）
南京铁路建设投资有限责任公司（占股1.903％）
山东铁路建设投资有限公司（1.615％）
河北建设交通投资有限责任公司（占股0.591％）
建设事故
京沪高速铁路试验段墩柱模板2009年10月，江苏徐州段贾汪区境内引龙河特大桥施工现场发生脚手架坍塌事故，造成5人死亡、1人轻伤。[11]
2009年9月，上海闵行境内的京沪高铁钢筋架发生坍塌事故，导致6名工人受伤[12] 。
2009年8月，上海嘉定境内的京沪高铁工地6标段上，一台龙门塔吊突然倒塌，造成四死二伤[13] 。
2009年5月，京沪高铁江苏镇江段，一辆载有4人的工作用车在行驶时从轨道上坠落，造成3死1伤[14] 。
2009年5月，京沪高铁途径线路北京右安门铁道桥扩建施工时发生小面积坍塌，造成1名工人死亡[15] 。
2009年5月，京沪高铁上海嘉定封浜工地自来水管爆裂，造成封浜地区停水[16] 。
2009年5月，京沪高铁南京南站工地，一名工人坠入36米深井死亡[17] 。
2009年4月，京沪高铁6标段一个屯放淤泥的围坝发生溃破，淤泥导致沿线上海嘉定区南翔镇新裕村的20多亩农田被淹，许多农作物受损[18] 。
2009年1月，京沪高铁6标段一座桥梁桩基施工时损坏上海轨道交通11号线隧道[19] 。
运营初期出现的故障
2011年7月10日18时，京沪高铁G151次往上海方向列车在山东省境内发生停车断电事故，造成当天19趟列车晚点[20] 。
2011年7月12日11时左右，京沪高铁安徽省境内“供电设备发生故障”，造成多趟列车停车和晚点。
2011年7月13日，由上海虹桥开往北京南的G114次列车，运行至常州北站突发故障，列车无法正常运行。经及时换车处置，未影响京沪高铁其他列车正常运行。但受故障影响，G114次列车预计17时到达北京南站，晚点2小时30分。