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湘桂铁路是广西最长的铁路干线。以柳州、黎塘、南宁南站为起点，分别与黔桂、焦柳、黎湛、南防、南昆、南广、贵广、京广、衡茶吉、怀邵衡、洛湛铁路相连接。

湘桂铁路扩能改造工程衡阳至柳州段新线即衡柳铁路是中国大批旧铁路扩能改造浪潮里修建的一条铁路，是国铁Ⅰ级双线电气化有砟轨道快速铁路，设计时速200千米/小时（预留250千米/小时提速条件），于2013年12月全线建成通车。

湘桂铁路兴筑始于民国26年（1937年）。最先动工者为衡阳到桂林段，其中黄土井至桂林段由广西征工建筑。先后征调全县、兴安、临桂等11县30余万民工，于该年9月动工兴筑。次年（1938年）9月，桂林到黄土井段路基筑妥，10月通车。建在此段铁路，整整耗时13个月。如果算上桂林到柳州段，则总共用了27个月（1937年9月-1939年12月）才完成。

湘桂铁路自京广铁路的衡阳至友谊关，全长1043公里。其中衡阳至来宾段608公里，为新中国建立前修建，来宾经南宁至凭祥417公里，于1950年开工，1953年交付运营。凭祥至友谊关14公里于1954年完成，1955年开始办理中越联运。柳州至黎塘135公里，于1985年改造为双线铁路。

2012年3月16日下午，永州至柳州段提速扩能改造工程铺轨施工的开始启动，标志着全线建设进入了大规模铺轨阶段。12月全线建成通车。

2021年12月24日上午8点，在新建成的永州北站，湘桂铁路永州地区扩能工程正式开通运营。

2023年10月15日，位于广西柳州市的湘桂铁路柳江双线特大桥连续梁顺利合龙，为柳州铁路枢纽扩能改造工程实现2023年底竣工开通提供保障。

2024年5月17日，湘桂铁路鹧鸪江站至青茅站线路由单线改为双线运输，标志着柳州铁路枢纽扩能改造工程完成，列车日通过能力由33对增至188对。8月25日，湘桂铁路小平阳至黎塘一场区间线路换枕大修施工开始，标志着湘桂铁路集中修施工全面启动。

湘桂铁路扩能改造工程衡阳至柳州段新线即衡柳铁路是中国大批旧铁路扩能改造浪潮里修建的一条铁路，是国铁Ⅰ级双线电气化有砟轨道快速铁路，设计时速200千米/小时（预留250千米/小时提速条件），运行动车组。

湘桂铁路衡阳至柳州段建于20世纪30年代，是广西、湖南、粤西地区与华中、华东、华北等地区客货交流的主通道。其线路标准低、设备简陋，虽然解放后做了大量修复和改建工作，但仅仅是为了满足运输需要而进行的最低限度的改建，没有从根本上改变其低标准和装备落后的状况。未扩建前湘桂线衡柳段平图列车运输能力为48对，能力利用率高达88.54%，且客车旅行速度较低，为单线内燃牵引铁路，运输能力已趋饱和，远不能满足铁路沿线各省客货运量快速增长的需求，迫切需要实施扩能改造。湘桂线技术条件已经落后于时代，不能满足社会和经济发展需要。而作为客货混跑的路网性繁忙干线和“十五”规划的快速通道的组成部分，应当对湘桂线进行一次技术标准较高的扩能提速改造，在满足客货运量快速增长要求，改善铁路运营条件，解决本段运能和运量矛盾的同时，为该线实现快速通道目标奠定基础。

广西壮族自治区党委政府把铁路建设作为“十一五”时期广西发展的重要战略，广西铁路在一定程度上制约了广西的发展，主要表现在货物运输能力不足，广西沿海铁路受到严重制约；湘桂铁路技术等级较低，节奏较慢，路网结构不合理等。2007年广西港口建设为八千万吨，“十一五”末，广西港口建设将达一点二亿吨。湘桂线扩能改造项目广西将出资约一百二十亿元人民币，在2008年内全面开工建设。2007年12月27日，湘桂铁路衡阳至南宁（广西段）扩能改造工程暨柳南城际铁路项目启动仪式在南宁屯里火车站隆重举行。自治区领导郭声琨、陆兵、马庆生等为工程奠基培土。

2007年12月27日，湘桂铁路衡阳至南宁（广西段）扩能改造工程暨柳南城际铁路项目启动仪式在南宁举行。该项目已获得国家批准立项建设，举行的启动仪式标志着项目进入实质性建设阶段。项目建成使用后，南宁到桂林的行车时间将由5个小时缩短到两个小时左右，桂林到柳州的行车时间将由两个多小时缩短为1个小时。

长期以来，在衡阳实现交汇的京广线和湘桂线，不仅在国民经济建设中起到了相当重要的作用，也为衡阳市的经济建设与发展提供了有利的交通运输条件。衡阳南站作为改建铁路湘桂线扩造工程项目的车站，由于其优越的交通条件和地理条件，正是实现衡阳市铁路货场整合，建设综合货场的首选之地。衡阳南站位于市白沙工业园区边缘，南靠衡阳市西外环路，北临衡阳钢管集团等一批重点企业，选择该站修建货场，不但可以满足白沙工业园及周边的新、老企业大宗物资进出的需要，同时也将为相关企业减少运输成本，提高经济效益创造条件。与此同时，伴随着衡阳城市建设的“南进东扩”，和河西老城区的改造与企业搬迁，以及衡阳西站货运功能的逐步萎缩，衡阳南站货场作为衡阳市主要铁路货场和物流中心的地位也将越来越明显。

2012年7月30日，在柳州随着两条长500米、重60吨的无缝钢轨在青茅站铺轨基地稳稳落下，湘桂7标正式进入长轨铺设阶段，这也标志着湘桂铁路扩能改造工程柳州至永州段全线铺轨速度进一步加快。自2012年3月开始铺轨以来，经过4个月的努力，已完成300多公里的单线铺轨里程，占总铺轨量的45%。

2012年8月20日16时38分，广西全州松川站站内两条钢轨顺利接轨，标志着湘桂铁路扩能改造工程永州至桂林段铺轨圆满完成。永州至柳州段架梁、接触网支柱组施工已分别累计完成74.1%、75%，铺轨完成了358.3公里。南宁铁路局正全力组织施工单位推进牵引供电、通信、信号、电力“四电集成”施工和以站房建设为主的站后工程施工，并做好联调联试准备工作。

衡阳至柳州段497.9公里为新建国家I级双线电气化铁路，与既有单线形成三线格局，设计速度为200千米/小时，并预留提速条件。柳州至南宁段225.8公里为新建客运专线，与既有复线实现客货分线，形成四线格局，设计速度为250千米/小时。

湘桂铁路扩能改造工程衡阳至南宁段完成后，铁路远景运输能力为：衡阳至柳州段货运量5000万吨/年，单向客运量4000万人/年；柳州至南宁段货运量1亿吨/年，单向客运量8000万人/年。衡阳至南宁间运营时间3小时，比现行运营时间节省约7.5小时。工程建设工期3年半，投资估算总额575亿元，由铁道部、广西壮族自治区和湖南省及社会资本采用多元化投资模式合资建设。

此外，广西沿海铁路南宁至钦州段线路全长99.1公里，为新建国家I级双线铁路，同时保留既有铁路，设计时速200公里，设南宁东、五象、大唐、小董西、钦州北5个车站，全线桥隧比为56.6%。工程建设工期5年，投资估算总额97.6亿元，由铁道部与广西壮族自治区共同出资建设。广西沿海铁路扩能改造项目全面建成后，南宁到广西沿海钦州、北海、防城港3市的铁路行程将控制在1小时左右。

新湘桂铁路扩能改造工程湖南段，包括衡阳铁路枢纽和永州地区配套工程，东起衡阳站，西至既有湘桂线东安站以南，全长185公里，按国家I级、双线电气化铁路设计建设，项目总投资110亿元，2013年12月建成通车。使运输能力将大幅度提高,远期年度货运量、直通客流量将分别提高到5000万吨和1300万人次，开行客车能力增加103对，达到120对；运行时间可控制在6小时以内，比以前运行时间压缩一半以上。

湘桂铁路是国家八纵八横铁路网之一——大（同）湛（江）铁路通道的重要组成部分，是广西、海南、粤西地区联系内地的重要桥梁，也是湘鄂赣等省的又一条出海通道，更是我国内陆地区与东南亚地区的重要国际纽带。湘桂铁路扩能改造工程，形成大运输能力的快速铁路通道，对于完善国家铁路网络，畅通区域客货运输，促进地方经济发展，加强国际经贸交流，都具有十分重要的现实意义。

湘桂铁路扩能改造工程是我区与铁道部签署加快广西铁路建设“一揽子”协议的重点项目，是完善广西出海出边国际大通道综合交通体系的关键性工程。湘桂铁路衡阳至南宁（广西段）扩能改造工程投资估算418亿元，设计时速200公里以上。扩能改造后的湘桂铁路将构筑起广西连接中南、华东、华北地区的快速通道，将与黔桂铁路和南昆铁路共同形成西南地区便捷的出海通道，将与新建的贵（阳）广（州）、南（宁）广（州）铁路构筑起广西和西南通往粤港澳的大能力通道，对我区加快构建出海出边国际大通道，推进工业化城镇化进程，增强中心城市辐射带动作用，促进沿线地方经济社会发展，融入与东盟、泛珠、长三角、西南等多区域合作，实现全区经济社会又好又快发展意义十分重大。