1990年12月,原中华人民共和国铁道部完成《京沪高速铁路线路方案构想报告》。
1994年,原中国国家科委、原中国国家计委、原中国国家经贸委、原中国国家体改委和原中华人民共和国铁道部课题组完成了《京沪高速铁路重大技术经济问题前期研究报告》的深化研究。
1994年12月,中国国务院批准开展京沪高速铁路预可行性研究。
1996年4月,原中华人民共和国铁道部完成《京沪高速铁路预可行性研究报告(送审稿)》。
1997年4月,原中华人民共和国铁道部完成《京沪高速铁路预可行性研究报告补充研究报告》,并据此上报了项目建议书。
2000年1月,原中华人民共和国铁道部配合原中咨公司完成并上报中国国家计委《关于高速轮轨与高速磁悬浮比较的论证报告》。
2001年,原中国国家计委和原中华人民共和国国土资源部联合颁发《关于预留京沪高速铁路建设用地的通知》,要求沿线地方政府预留京沪高速铁路建设用地。
2003年9月,原中咨公司召开了京沪高速铁路建设论证会,评估了京沪高速铁路建设的必要性、轮轨方案和磁浮方案的比选,认为高速轮轨技术是必然选择。
2006年2月22日,中国国务院第126次常务会议批准京沪高速铁路立项。
2007年10月22日,中国国务院决定成立京沪高速铁路建设领导小组;同年12月10日,京沪高速铁路建设领导小组第一次会议召开;同年12月27日,京沪高速铁路股份有限公司创立。
2008年4月18日,京沪高速铁路开工典礼举行,时任中国国务院总理温家宝出席,京沪高速铁路全线开工。
2009年6月30日,京沪高铁全线路基施工完成。
2010年1月14日,京沪高铁进入轨道板铺设阶段;同年11月15日,京沪高铁全线铺轨完成;同年12月3日,京沪高铁枣庄至蚌埠间的先导段联调联试和综合试验中,由原中国南车集团研制的“和谐号”380A新一代高速动车组在上午11时28分最高时速达到486.1公里,刷新世界铁路运营试验最高速度;同年12月6日,京沪高铁主力车型CRH380A动车组一比一实体模型亮相。
2011年5月11日,京沪高铁全线开始为期一个月的空载试运行;同年6月7日,京沪高铁全线开始满图试运营;同年6月16日,京沪高铁全面载客从上海虹桥——北京南站试跑,为通车做准备;同年6月30日,京沪高铁举行首发仪式,时任中国国务院总理温家宝出席并乘坐首发列车;同年7月1日,京沪高铁正式开通运营。
2013年2月25日,京沪高速铁路工程通过国家验收。