武廣高鐵設計速度時速達到350公裏。
2009年12月26日，武廣高速鐵路開通運營，初期最高運營速度350千米/小時，後來降速至時速310公裏。武廣高速鐵路為京廣高速鐵路的南段，位於湖北、湖南和廣東境內，北起武漢市洪山區的武漢站，向南途經武漢市江夏區、鹹寧、赤壁、嶽陽、汨羅、長沙、株洲、衡陽、郴州、韶關、清遠和廣州市花都區，南到廣州市番禺區的廣州南站。
2009年12月26日，武廣高速鐵路每天開行28對高速動車組，其中廣州至武漢每天開行21對，廣州至長沙每天開行5對，長沙至武漢每天開行2對，武漢至廣州的旅行時間由原來的11小時縮短到現在的3小時左右，長沙到廣州直達僅需2個小時。
截至2010年6月26日，武廣高速鐵路運營半年，開行高速動車組11608列。7月1日，武廣高速鐵路最高日開行“和諧號”動車組列車將由33對增至63對。截至12月27日，武廣高速鐵路運營壹年，累計開行列車3萬余列，每天開行80對高速動車組。
2011年1月19日，武廣高速鐵路開始試行實名制車票乘車。1月22日，武廣高速鐵路每天開行88對高速動車組。
2012年4月1日零時起，武廣高速鐵路正式聯通廣深港高速鐵路實行新的列車運行圖，武漢至深圳開行10對高速動車組列車，全程最快僅需4小時13分。
車輛設施
截至2009年12月，武廣高速鐵路采用擁有完全自主知識產權、具有世界先進水平的中國國產CRH2C和CRH3型“和諧號”高速列車，其中CRH2C型人均能耗為12.7千瓦/人；人均空車載荷為0.6噸/人，這兩項指標均比其他同等級別的高速動車組低16%以上，CRH3型“和諧號”動車組由中國北車集團唐車公司研制。
列車系統創新了大斷面寬車體、高速輪軌、高速受流、高速制動、人機界面等關鍵技術，在牽引系統、制動系統、高速轉向架、車體空氣動力學等方面的技術處於當今世界領先地位，牽引功率達8800千瓦，具有更好地啟動加速和持續高速運行的能力。
2010年12月3日，武廣高速鐵路正式開行中國高速動車組CRH380A，該高速列車持續運營時速350千米，最高運營時速380千米。
2018年7月1日，武廣高速鐵路使用復興號列車，是以銀白為主色、棗紅裝飾色的CR400AF-A型。