我國第壹條高速鐵路——秦沈客運專線於2003年10月12日開通運營，這條設計時速250km/h的高速鐵路悄然開始了中國高速鐵路的發展之路。2008年8月1日，120公裏長的京津城際鐵路開通運營。這條設計時速350km/h的高速鐵路，將北京和天津兩大直轄市緊緊相連。這也是我國第壹條設計時速≥300km/h的高速鐵路。
2009年12月份武廣高鐵開通運營，2010年10月26日，滬杭高速鐵路正式通車運營，這是2010年繼鄭西客運專線、滬寧城際之後開通的又壹條設計時速350km/h的高速鐵路。至此，我國投入運營的高速鐵路營業裏程已達到7431公裏，居世界第壹位。
2010年11月15日京滬高速鐵路全線鋪通。該線路貫穿北京、山東、上海等7省市，新建鐵路全長1318公裏，設計時速350km/h，並有全線提速至380km/h的預留空間，是世界上壹次建成線路裏程最長、標準最高的高速鐵路。
根據《中長期鐵路網規劃》確定的任務，到2020年，全面完成基本實現我國鐵路的現代化，客運專線將達到1.5萬公裏以上，所有的省會城市和大中城市間都有快速客運鐵路，在環渤海、長三角和珠三角地區更會形成公交化的城際快速客運網。
隨著客運專線的“四通八達”，我國鐵路技術裝備也基本實現現代化。我國鐵路以鐵道部為主導、機車車輛制造企業為主體、產學研緊密結合，成功引進了世界上最先進的時速200公裏及以上動車組技術，實現了“引進先進技術，聯合設計生產，打造中國品牌”的總體要求並全部拿到核心技術，實現了最低價格引進，達到了國產化目標。
2008年6月24日，國產CRH3C型動車組列車在京津高速城際鐵路上創造了時速394．3公裏的紀錄，創造了世界上投入運營列車的時速最高紀錄。這是中國鐵路進入高速時代的莊嚴宣告。
截止2013年12月28日，我國鐵路裏程已達10萬公裏，其中，高速鐵路突破1萬公裏，在建規模12萬公裏。我國已成為世界上高速鐵路運營裏程最長、在建規模最大的國家。而我國“四縱四橫”高速鐵路網中，“四縱”除京沈客運專線正在建設以外已全部貫通，“四橫”已有部分開通運營。我國高速鐵路網已經初具規模。
鄰近省會城市將形成1至2小時交通圈、省會與周邊城市形成半小時至1小時交通圈。北京到全國絕大部分省會城市將形成8小時以內交通圈：1小時內能到達天津、石家莊等城市；2小時能到達鄭州、濟南、沈陽、太原等城市；3小時能到達南京、合肥、長春、大連等城市；4小時能到達上海、杭州、武漢、西安、哈爾濱等城市。除海口、南寧、昆明、烏魯木齊、拉薩、臺北外，北京到全國省會城市都將在8小時以內。目前，我國鐵路“瓶頸”制約已有初步緩解，到2015年，“壹票難求、壹車難求”的現象將得到較大改觀。
到2020年，我國鐵路營業裏程將達到12萬公裏以上。其中，新建高速鐵路將達到1.6萬公裏以上；加上其他新建鐵路和既有線提速線路，我國鐵路快速客運網將達到5萬公裏以上，連接所有省會城市和50萬人口以上城市，覆蓋全國90%以上人口，“人便其行、貨暢其流”的目標將成為現實。