衡柳鐵路，即湘桂鐵路擴能改造工程衡陽至柳州段，東起湖南省衡陽市，
西至廣西柳州市，是廣西最重要的鐵路，正線全長497.9公裏，時速200KM/H，途經衡陽、永州、桂林、柳州，是橫貫湘桂兩省區的交通大動脈和旅遊黃金通道。
衡柳鐵路為廣西、海南、粵西地區聯系華中、華北、華東等地區的最重要運輸通道，增強廣西、海南、廣東西部地區與中國內地的客貨運交流，溝通中國內地與南亞地區各國之間的聯系，為湖南、廣西兩省區之間最便捷的運輸通道，大大縮短兩地的時空距離，促進了衡陽對永州等周邊縣市的經濟、文化、旅遊輻射，也是湘、鄂等省的出海通道。
修建背景衡柳鐵路是廣西、海南、粵西地區與衡陽、華中、華東、華北等地區客貨交流的主通道。湘桂鐵路線路標準低、設備簡陋，未擴建前湘桂線衡柳段平圖列車運輸能力為48對，能力利用率高達88.54%，且客車旅行速度較低，為單線內燃牽引鐵路，運輸能力已趨飽和，遠不能滿足鐵路沿線各省客貨運量快速增長的需求，迫切需要實施擴能改造。湘桂鐵路技術條件早已不能滿足社會和經濟發展需要，作為客貨混跑的路網性繁忙幹線和"十五"規劃的快速通道的組成部分，應當對湘桂線進行壹次技術標準較高的擴能提速改造，在滿足客貨運量快速增長要求，改善鐵路運營條件，解決本段運能和運量矛盾的同時，實現快速通道目標奠定基礎。
發展動態2008年12月11日，湘桂鐵路擴能改造工程衡陽至柳州段舉行開工典禮，2009年4月動工。2011年，受資金影響，建設進展緩慢。2012年進入快速建設階段。
2012年3月16日，衡柳鐵路永州至柳州段鋪軌開工儀式在全州縣舉行。8月20日16時38分，松川站兩條鋼軌連線完畢，標誌衡柳線全長171千米的永州至桂林段鋪軌完成。
2012年12月26日，22601次貨物列車從衡陽北站發車，沿衡柳線駛往永州方向，標誌著衡柳鐵路湖南段正式竣工。2012年12月30日，靈川站首列3000噸電力貨物列車向衡陽方向出發，標誌著衡柳鐵路衡陽至桂林段正式開通。
2013年12月28日，衡柳鐵路正式開通運營，開行直通動車組3對，普速客車22對。
2019年11月25-26日，衡柳鐵路提速改造研究評審會在廣西南寧召開，計畫將衡柳鐵路部分路段提速至250KM/H。
沿途車站 站名 類型 地址 備註 衡陽站 市級樞紐站 湖南省衡陽市珠暉區車坪1號 衡柳鐵路與京廣鐵路交匯站，為普速鐵路起點 衡陽東站 市級樞紐站 湖南省衡陽市珠暉區耒水河東岸 衡柳鐵路與京廣高鐵交匯站，為高速鐵路起點 衡陽南站 貨運站 湖南省衡陽市雁峰區白沙洲工業園區 因衡柳線原設計為客貨***用線，現為越行功能 譚子山南站 越行站 湖南省衡陽市衡南縣譚子山鎮 祁東站 縣級站 湖南省衡陽市祁東縣雙橋鎮林星村 新建祁東站，湘桂鐵路祁東站改名祁東北站 祁陽站 縣級站 湖南省祁陽縣長虹街道站前路 新建祁陽站，湘桂鐵路祁陽站改名祁陽北站 高溪市站 越行站 湖南省永州市冷水灘區高溪市鎮 湘桂鐵路和衡柳鐵路交匯站後***線入永州站 永州站 市級樞紐站 湖南省永州市冷水灘區瀟湘大道 湘桂鐵路、衡柳鐵路、洛湛鐵路交匯站 東安東站 縣級站 東安紫水新城站前大道1號 廟頭西站 越行站 廣西壯族自治區桂林市全州縣廟頭鎮 全州南站 縣級站 廣西壯族自治區桂林市全州縣迎賓路 松川站 越行站 廣西壯族自治區桂林市全州縣松川村 興安北站 縣級站 廣西壯族自治區桂林市興安縣西山村 大溶江北 越行站 廣西壯族自治區桂林市興安縣溶江鎮 靈川站 越行站 廣西壯族自治區桂林市靈川縣靈川鎮 桂林北站 市級樞紐站 廣西壯族自治區桂林市疊彩區北辰路 湘桂鐵路、衡柳鐵路、貴廣高鐵交匯站 桂林站 市級站 廣西壯族自治區桂林市象山區中山南路 二塘站 越行站 廣西壯族自治區桂林市臨桂區臨桂鎮二塘村 永福南站 縣級站 廣西壯族自治區桂林市永福縣永福鎮迎賓路 黃蠟站 越行站 廣西壯族自治區柳州市鹿寨縣中渡鎮 鹿寨北站 縣級站 廣西壯族自治區柳州市鹿寨縣平山鎮大陽村 青茅站 越行站 廣西壯族自治區柳州市柳北區 柳州西站 越行站 廣西壯族自治區柳州市柳南區磨太路 柳州站 市級樞紐站 廣西壯族自治區柳州市柳南區南站路 柳南客專、衡柳鐵路、黔桂鐵路、湘桂鐵路、焦柳鐵路交匯站 衡陽東站衡陽東站為京廣高速鐵路、衡柳鐵路、衡茶吉鐵路、懷邵衡鐵路等高速鐵路交匯的樞紐站，衡柳鐵路的動車組列車通過衡陽東站和京廣高速鐵路相連。
衡陽站衡陽站為京廣鐵路、衡柳鐵路、湘桂鐵路等普速鐵路交匯的樞紐站，衡柳鐵路的普速鐵路經過太山線路所轉聯絡線線與京廣鐵路四線並行接入衡陽站。
永州站永州站為湘南地區最大的鐵路樞紐站和最大的客運站，湘桂鐵路、衡柳鐵路、洛湛鐵路交匯於此。它是集普速、高速和貨運列車為壹體的綜合樞紐車站。
桂林北站桂林北站是西南地區最大的綜合交通樞紐，八橫八縱的特大型樞紐站，是西部地區、泛珠江三角洲地區的鐵路核心車站，連線湘桂鐵路、湘桂高速鐵路、貴廣高速鐵路(聯絡線)等接國家鐵道樞紐站。
柳州站柳州站主要擔負湘桂鐵路、黔桂鐵路、焦柳鐵路三條普速線路五個方向的客貨列車到發、通過作業，同時還承擔著柳南城際鐵路、衡柳鐵路兩條高鐵線路動車組列車的客運乘降業務，是廣西鐵路交通的"咽喉"車站，是中南、西南五省區的鐵路交通樞紐之壹。
運輸能力衡陽至南寧間運營時間控制到6小時以內，比現行運營時間節省約7.5小時。工程建設工期3年半，投資估算總額575億元，由鐵道部、廣西壯族自治區和湖南省及社會資本采用多元化投資模式合資建設。衡柳線湖南段包括衡陽樞紐和永州地區配套工程，東起衡陽站，西至既有湘桂線東安站以南，全長185公裏，按國家I級、雙線電氣化鐵路設計建設，項目總投資110億元，2012年建成通車。工程竣工通車後，運輸能力將大幅度提高,遠期年度貨運量、直通客流量將分別提高到5000萬噸和1300萬人次，開行客車能力增加103對，達到120對。
社會效益衡柳鐵路作為廣西、海南、粵西地區聯系華中、華北、華東等地區的重要運輸通道，為湘、鄂等省的出海通道。衡柳線衡陽至永州段主線全長179.962公裏，主線橋隧總長58.988公裏，占線路比例的32.78%。衡柳線平圖能力達到240對，可滿足國家要求的客車65對、貨運4000萬噸的遠景年輸送能力;旅客列車設計的行車速度可達到250公裏/時，衡永段客旅行時間可壓縮至57分鐘，旅行速度也可提高200公裏/時。完成擴能改造的衡柳線在從根本上解決運能不足問題的同時，大大縮短客車旅行時間，使廣西、海南、粵西與中南、華東等地區的運輸條件發生質的飛躍，同時使衡柳線與京廣線、浙贛線等線實現提速資源***享，充分發揮本線及相關路網的提速效益，提高鐵路客貨運輸與其它交通運輸方式的競爭力，並可實現北京、上海與南寧"夕發朝至"，產生較大的經濟效益和社會效益。