2015年5月，中华人民共和国国家发展和改革委员会批复《新建商丘至合肥至杭州铁路可行性研究报告》。11月30日，商合杭高速铁路全段正式开工建设。

2016年12月30日，国务院关于中原城市群发展规划的批复，国函〔2016〕210号 。

2017年1月5日，商（丘）合（肥）杭（州）铁路纳入国家发展改革委印发的中原城市群发展规划。

2019年2月26日，商合杭高速铁路开始铺轨。3月14日，首条接触网导线在水家湖站至合肥北城站区间成功架设，标志着商合杭高速铁路“四电”工程全面展开。3月20日，太湖山隧道顺利贯通，标志着商合杭高速铁路全线隧道全部完成贯通。

2019年4月25日，阜阳段开始铺轨。4月26日，芜湖长江三桥钢梁合龙。7月24日，北段完成铺轨。7月26日，北段完成首次冷滑检测试验。8月3日，北段首座牵引变电所受电启动。8月20日，商合杭高速铁路北段开始联调联试。10月24日，商合杭高速铁路北段进入运行试验阶段。11月7日至13日，北段郑州局集团有限公司管辖区段进行“满图”试运行。12月1日，商合杭高速铁路北段（商丘站至合肥北城站）正式开通运营。

2019年5月21日，商合杭高速铁路合湖段开始铺轨。6月17日，宣城段开始铺轨。12月10日23时，肥东站改造正式启动。12月15日，芜湖长江三桥公路接线工程江北接线桥贯通，标志着芜湖长江三桥公路主线桥全面贯通。12月27日，商合杭高速铁路合湖段（含皖赣铁路芜宣段）开始进行全线静态验收工作。

2020年4月7日，商合杭高速铁路合湖段开始联调联试。5月21日，商合杭高速铁路合湖段进行全线拉通检测试验。5月27日，商合杭高速铁路合湖段正式从联调联试转入运行试验阶段。6月26日15时，商合杭高速铁路合湖段车票发售。6月28日，商合杭高速铁路合湖段（肥东站至湖州站）开通运营。

2022年9月22日，合杭高铁湖州至杭州段开通运营，车票自9月21日17时对外发售。此次开通标志着商合杭高铁全线贯通运营。

商合杭高速铁路全线共设车站29个，其中河南段2个、安徽段23个、浙江段4个：商丘站、商丘东站、芦庙站、亳州南站、古城东站、太和东站、阜阳西站、颍上北站、凤台南站、寿县站、淮南南站、水家湖站、合肥北城站、合肥站、肥东站、柘皋站、巢湖东站、含山南站、芜湖北站、芜湖站、芜湖南站、湾沚南站、宣城站、郎溪南站、广德南站、安吉站、湖州站、德清站、杭州东站。

商合杭高速铁路自商丘站东端引出南折，沿既有京九铁路经亳州新设亳州南站，过太和县东侧西跨越京九铁路在阜阳市区西新设阜阳西站，出站再跨京九铁路后折向东，基本沿合淮阜高速公路走行，在淮南市山南新区设淮南南站，而后沿合蚌高速铁路引入合肥站（同时在合肥北城站通过蚌福联络线沟通合肥南站），出合肥站后，利用既有线经肥东站取直至合福高速铁路的巢湖东站，于既有芜湖长江大桥上游3.5千米处的弋矶山跨长江引入芜湖站，之后与皖赣铁路改造扩能新双线共线至宣城站， 而后在既有宣杭铁路以南经广德、安吉引入湖州站，再利用宁杭高速铁路至杭州东站。

商合杭高速铁路全长794.55千米，其中新建线路长617.94千米，包括商丘站至合肥北城站段378.76千米、肥东站至芜湖站110.4千米、宣城站至湖州站128.78千米。合肥北城站至合肥站23.62千米与合蚌高速铁路共线，合肥站至肥东站19.95千米利用既有线，芜湖站至宣城站70.69千米与皖赣铁路新双线共线，湖州站至杭州东站69.12千米与宁杭高速铁路共线。

2012年10月16日8时，由合肥站开往北京南站的G262次列车从合肥站开出，标志着商合杭高速铁路与合蚌高速铁路共线段（合肥站至合肥北城站）开通运营。

2013年7月1日，商合杭高速铁路与宁杭高速铁路共线段（湖州站至杭州东站）开通运营。开通运营后，湖州至杭州最快列车运行时间缩短至21分钟。

2019年12月1日7时17分，由阜阳西站开往上海虹桥站的G7787次“复兴号”动车组列车从阜阳西站开出；7时42分，由郑州东站开往合肥南站的G4085次动车组列车从商丘站开出；标志着商合杭高速铁路商丘至合肥段（商丘站至合肥北城站）正式开通运营。开通运营后，商丘至合肥最快列车运行时间由4小时40分缩短至2小时15分。

2020年6月28日8时56分，由合肥南站开往杭州东站的G9394次、由杭州东站开往安吉站的G9398次“复兴号”动车组列车分别从合肥南站、杭州东站开出，标志着商合杭高速铁路合肥至湖州段（肥东站至湖州站）正式开通运营。商合杭高速铁路合湖段开通运营过渡期，铁路部门安排每日开行动车组列车8对；7月1日后，按照日常线、周末线、高峰线安排列车开行，每日开行动车组列车最高达60.5对。

商合杭高速铁路跨淮河特大桥全长约17千米，采用的Ⅲ型板式无砟轨道技术，具有完全自主知识产权，淮河主跨达228米，建设时高速铁路无砟轨道刚构拱桥跨度居世界第一。由于跨淮河特大桥通车后，列车将以350千米的时速通过淮河，仅需几秒钟，因此大桥将承受巨大的冲击力，这对工程的施工质量提出了极高的要求。

芜湖长江三桥是集客运专线、市域轨道交通、城市主干道路于一体的公铁合建桥梁，上层为双向八车道城市道路、下层为两线客运专线和两线按城际铁路（预留）标准建设的市域轨道线。

芜湖长江三桥为主跨588米的高低矮塔双索面非对称五跨连续箱桁组合梁斜拉桥，2号主塔高155米、3号主塔高130.5米。相比于其他斜拉桥，大桥主塔桥面以上塔高仅为正常塔高的一半，是世界首座高低矮塔公铁两用斜拉桥。

太湖山隧道是商合杭高速铁路全线最长的隧道，位于安徽省马鞍山市含山县境内，全长3618米。太湖山隧道地质条件复杂，穿越多条断层、岩溶富水区及围岩破碎带，施工技术难度大，是商合杭高速铁路全线最长、地质条件最复杂、开挖工法最多的一条隧道，为单洞双线隧道，属于商合杭高速铁路全线重点控制性工程。同时，太湖山隧道穿过太湖山国家级森林公园，环保要求高。

芜湖长江三桥施工过程中，建设者破解了多项技术难题，取得了“一项世界第一、两项中国国内领先、十项创新技术、二十项专利”等科技创新成果，即：世界上跨度最大的高低矮塔公铁两用斜拉桥。中国国内首次深水裸岩设置钢沉井基础；中国国内斜拉桥首次采用单个锚点最大索力（16000千牛）的高强度（2000兆帕）耐久型平行钢丝斜拉索。成功应用了深水裸岩设置钢沉井基础施工技术、破碎基岩大直径钻孔桩成桩技术、高低矮塔强箱弱桁组合钢梁施工技术、塔内小空间大吨位斜拉索安装技术等十项创新技术。

裕溪河特大桥桥面轨道运营监测采用“铁路轨道服役状态监测与评估”创新成果，是中国国内首个在特大跨度无砟轨道桥上安装精度最高的“千里眼”，首次实现对轨道敏感区域的非接触式测量。

商合杭高速铁路的修建实现了河南、安徽、浙江三个省份交通动脉的“无缝对接”，突出了交通建设的东向主导方向，使中部地区与“泛长三角区域”的互动和合作变得更为畅通。同时，该线对完善快速客运网络，实现客货分流运输，释放既有铁路货运能力，加强中、东部经济联系具有十分重要的作用。（新华网 评）

商合杭高速铁路合肥至杭州段开通后，将推动皖北区域城市群形成，同时将与长三角城际铁路网形成互联互通，对加强中、东部经济联系具有十分重要的作用。（中国新闻网 评）

商合杭高速铁路全线贯通后，中国中东部地区快速铁路客运网络进一步完善，将有效缓解京沪高速铁路客流压力，更加便利沿线群众出行，对促进中部地区崛起，推动长江三角洲区域一体化发展，具有重要意义。（新华社 评）

商合杭高铁北接郑徐高铁、拟建雄商高铁，南接合安九、京福高铁、宁杭城际铁路，是国家八纵八横铁路网京港（台）高铁通道重要组成部分，是华北、西北、中原地区经合肥至长三角、东南、华南地区的重要通道。（中华人民共和国国家发展和改革委员会 评）

2021年12月，新建商丘至合肥至杭州铁路木兰特大桥工程荣获“2020—2021年度国家优质工程奖”。