1895年12月，清政府决定兴建卢汉铁路,后改名为京汉铁路。1897年4月开工，到1906年4月建成。1928年6月改称平汉铁路，1949年10月，复称京汉铁路。

粤汉铁路（广州到武昌）从1906年动工到1936年筑成。

1955年9月，开工兴建武汉长江大桥。1957年10月15日，武汉长江大桥建成通车。武汉长江大桥是长江上第一座大桥，正桥和引桥全长1670米，是近代大桥建设的壮举。

1957年11月11日，武汉长江大桥建成后，铁道部将京汉、粤汉两条铁路合称京广铁路。

1985年12月31日，铁道部衡广复线建设指挥部成立。1988年12月，京广铁路衡广复线通车典礼举行。

2005年6月23日，武广高铁开工建设。

2009年12月26日，京广高铁武广段开通运营，这是当时世界上一次建成里程最长、运营速度最快的高速铁路。

2012年9月，京广高铁郑武段开通。

2012年12月26日，京广高铁全线开通运营。