2009年10月，香港特区行政会议批准兴建广深港高速铁路香港段。

2010年1月，广深港高速铁路香港段动工建设；同年2月，广州屏山涌段轨道板铺设工程全面完工。

2011年3月，广深港高速铁路狮子洋隧道贯通，广深段开始铺轨；同年6月，广深段开始联调联试；同年12月26日，广深段广州南站至深圳北站区间竣工通车。

2015年10月28日，广深港高速铁路深圳北站至福田站段开始联调联试；同年12月13日，广深港高速铁路香港段隧道全线贯通；同年12月30日，深圳北站至福田站段线路通车运营。

2016年3月，广深港高铁香港段工程追加拨款获香港立法会通过。

2017年1月，广深港高速铁路香港段工程已完成85%。

2018年4月，广深港高速铁路香港段进入试运行阶段；同年5月11日，香港段列车（动感号动车组）进入内地试运行；同年6月14日，香港特别行政区立法会通过《广深港高铁（一地两检）条例草案》，确定在香港西九龙站实施“一地两检”的通关程序；同年8月，香港段线路试营运工作完成；同年9月4日零时，经粤港双方协商并报国务院批准，香港西九龙站内地口岸区启用，《广深港高铁（一地两检）条例》也于当日开始实施；同年9月10日，广深港高速铁路香港段车票开售；同年9月23日，广深港高速铁路香港段开通运营。

2020年1月30日，香港西九龙站口岸关闭，往来中国内地与香港间的列车同时暂停跨境运营。

2022年9月，广深港高铁虎门站站房改扩建工程已进入金属屋面安装阶段。

2023年1月15日，广深港高铁福田至香港西九龙站段恢复运营。2月，取消广深港高速铁路香港段的每日可供发售车票的数量限制，莲塘/香园围口岸首次开始客运通关服务，它是连接香港与内地的第八个陆路边境管制站。3月11日起，广深港高速铁路逐步恢复长途服务。

首阶段率先恢复往来香港西九龙站至潮汕站、汕头站和肇庆东站3个站点的服务。市民可选乘有关线路的长途车到达11个中途站，包括潮阳、佛山西、鲘门、惠东、惠州南、葵潭、陆丰、普宁、三水南、汕尾和深圳坪山。

而由4月1日起，高铁香港段的长途服务将全面恢复，接通香港与广东省以外的长途站点。

2023年3月23日，香港西九龙高铁站发售将于4月1日起恢复的广深港高铁香港段跨省长途列车车票。

2023年6月15日，港铁公司宣布，广深港高铁香港段将于7月1日起增设连接四川省的长途线。

2023年10月3日，港铁公司宣布，广深港高铁香港段将于10月11日起开通新线连接江门、开平南、阳江、茂名及湛江西5个新站点。同时，直达深圳、广州和肇庆等7座粤港澳大湾区内地城市的列车服务将由每日182班增加至188班。

2024年6月15日，香港开通至张家界的高铁列车；香港开通京沪动卧列车

从2024年6月20日起广铁集团首批在途经京广高铁、沪昆高铁、广深港高铁的6趟列车上设置“静音车厢”。

广深港高速铁路客运车站由北向南依次为广州南站、庆盛站、虎门站、光明城站、深圳北站、福田站和香港西九龙站。

● 广东段

广深港高速铁路广深段北起广州市广州南站，往南经沙湾后折向东至东涌镇；向东下穿珠江狮子洋后进入东莞市虎门镇，绕过长安镇东北部至深圳市龙华区；向南经深圳北站后入地下隧道，穿过福田区皇岗进入香港。

● 香港段

广深港高速铁路香港市区段线路途经连翔道、海泓道、大角咀区和深旺道后，经荔枝角交汇处进入金山；新界段线路向北进入新界后，隧道线路直穿过金山、大帽山、鸡公岭及米埔等新界中部地区，最后跨越深圳与香港的边界，连接广东段线路。

截至2018年8月，广深港高速铁路营运列车有和谐号系列动车组中的CRH2A/C、CRH3C、CRH380A/B，复兴号系列动车组中的CR400AF/CR400BF，以及动感号动车组MTR380A等车型，构造速度均为350千米/小时以上。

和谐号CRH380A型电力动车组由中国中车四方机车车辆股份有限公司生产制造，采用6动2拖共8节车厢编组；构造速度380千米/小时，最高试验速度486千米/小时；其中进港列车被命名为“动感号”，采用全新涂装，设579个座位。

动感号动车组两端车头设计呈流线型，驾驶室前窗及车灯为尖长形；车身整体以银灰色为底色，车两端以红色围绕驾驶室前窗及车灯，两侧配上橙色弧形纹，象征中国飞龙；每节车厢上均加添了白色和红色波浪纹，使整车外形彰显现代高速列车畅快、舒适的体验主题。

该车继承了和谐号CRH380A型电力动车组的先进性、安全性、可靠性、经济性、舒适性等技术特色，在原车的基础上针对港铁线路的运用条件、技术标准和管理要求进行了设计改进；融合了香港本地的文化元素，对列车内装外观进行了全新设计。

复兴号CR400AF型电力动车组是中国新一代高速列车，属于中国标准动车组，达到世界先进水平。相对于和谐号动车组，“复兴号”动车组能耗更低、噪音更小、寿命更长；监测传感系统更完善、安全性能更强；人性化设计更丰富、舒适度更高。各车厢内部WiFi全覆盖，信号稳定，每个座椅都配备了充电插座和USB接口。

广深港高速铁路为双线电气化铁路，采用无砟轨道和无缝钢轨铺设。全线路段配置了CTCS-3级的列车运行控制系统，采用GSM-R无线调度方案，针对室内环境使用的电源系统采用了IP55保护等级的室外电源，解决了铁路沿线通信站点空间有限、各种负载分配供电、线缆尺寸规格筛选等问题。广深港高速铁路装配的华为ETP系列嵌入式电源系统具有功率大、紧凑灵活、发热少等特点，保障铁路无线通讯的畅通稳定；采取传统基站和直放站相结合方案和先进的分布式基站，实现隧道的网络部署。

广深港高速铁路香港段的石岗列车停放处及紧急救援处位于石岗军营东面，为列车提供停泊和初步维修和例行清洁服务。紧急救援处在紧急时使乘客能在安全情况下逃生或让救援队伍迅速进入隧道内实施救援。高铁沿线设有8个紧急救援入口，包括7个通风设施及1个专用紧急救援入口，分别位于米埔、牛潭尾、八乡、城门、葵涌、南昌、旺角西和大江埔。截至2018年8月，各通风楼内的消防专用无线电通讯设备已完成检测，警务处专用的无线电基站已连接中央系统。

2011年12月26日上午10时40分，G6126次列车从深圳北站缓缓开出，驶向广州南站，标志着广深港高铁广深段正式开通运营。初期每日开行动车组36对，首末班车时间分别为7时和22时；广州南站至深圳北站列车最快运行时间为35分钟，较目前既有的广深铁路广州东站至深圳站的动车组列车最快运行时间缩短30分钟左右，广深港高铁广深段运营初期动车组列车票价为一等座100元、二等座75元。

2012年3月1日日起，广深港高速铁路广深段开行直通湖南和湖北的省际列车；同年9月28日，广深港高速铁路广深段每日开行本线列车26对，与京广高速铁路郑武段和徐兰高速铁路郑西段间开行跨线列车16对，与京广高速铁路武广段间开行跨线列车20对。

2013年7月10日至8月31日期间，广深港高速铁路广深段每日13趟动车组票价实行8至8.5折优惠，深圳北站始发的票价优惠车次有G6234次、G6236次、G6238次、G6242次、G6244次和G6246次。

2014年7月1日起，广深港高速铁路广深段每日开行动车组134对，高峰期增开22.5对；原往返于“武汉-广州南”的G1111/32次和G1109/28次列车均调整为“武汉-深圳北”开行。

2015年7月1日起，深圳北站每日开行经广深港高速铁路的动车组110.5对，其中日常线85.5对、周末线3对、高峰时段线22对。新增车次有深圳北至重庆北G1312次、深圳北至合肥南G1602次、深圳北至广州南G6266次、深圳北至怀化南G9662和G9666次、深圳北至北京西D928次（卧铺）、上海虹桥至广州南D941次（卧铺）、深圳北至潮汕D7420次（卧铺代二等座）。G279次列车调整为深圳北至济南西间开行，D3125次列车调整为深圳北至南京间开行。深圳北至长沙南G6028次和深圳北至广州南G6232次均由周末线改为日常线。

2016年清明期间，广深港高速铁路广深段每日增开动车组23.5对，包括深圳北至武汉2对、深圳北至怀化南2对、深圳北至长沙南2对、深圳北至永州1对、深圳北至广州南8.5对和福田至广州南8对。

2017年1月5日起，深圳北站每日开行经广深港高速铁路的动车组125.5对（含1对周末线、7对高峰线），其中两对直通昆明，原广州南至深圳北G6231/12次列车停运。同时，福田站新增开往北京、长沙、怀化、邵阳和永州方向的长途动车组。

2018年9月23日，广深港高速铁路香港段开通运营，中国内地上海、石家庄、郑州、武汉、长沙、杭州、南昌、福州、厦门、汕头、贵阳、桂林、昆明等城市共44座车站与香港西九龙站间开行高速列车；其中福田站至香港西九龙站最快行车时间14分钟，广州南站至香港西九龙站最快行车时间47分钟，北京西站至香港西九龙站最快行车时间8小时58分。

2019年12月7日起，广深港高速铁路全线车站实施电子客票制度。

2023年8月14日起，广铁集团及香港铁路部门共同推出广深港高速铁路跨境运输新产品“灵活行”，凡旅客持票面发到站为福田至香港西九龙站间的有效车票，在办理过一次改签或超过改签时效后，旅客仍可于票面乘车日期当日办理三次“灵活行”变更车次手续。

2024年1月25日，广深港高铁推出20次“计次票”和30日“定期票”；3月，广深港“灵活行”变更车次安排，从福田站延伸至深圳北站。

截至2012年6月，广深港高速铁路累计发送旅客400万人次。

2014年春运期间，广深港高速铁路单日发送旅客达6万人次，同比2013年春运增加23.6%。

2015年7月1日至8月5日期间，广深港高速铁路累计发送旅客396.7万人次。

2016年春运期间，广深港高速铁路累计发送旅客416万人次。

2018年清明首日，广深港高速铁路发送旅客达19万人次；截至同年3月，广深港高速铁路广深段累计发送旅客1.84亿人次；同年9月23日，广深港高速铁路香港段开通运营，全线当日累计发送旅客18.5万人次；截至同年10月7日（国庆期间），广深港高速铁路累计发送旅客260.9万人次。

2019年铁路春运，广深港高速铁路累计运送旅客897万人次，其中跨境旅客数量超过230万人次；同年4月5日至7日，广深港高速铁路全线日均发送旅客27.8万人次。

2024年7月12日，记者从中国国家铁路集团有限公司获悉，2024上半年，广深港高铁累计发送跨境旅客758.7万人次、同比增长72.4%。

2024年10月，来自深圳铁路部门的消息显示：截至9月30日，广深港高铁跨境客流达2013万人次，较2023年同期增幅超43%。10月30日，香港特区政府运输及物流局局长林世雄在特区立法会回答议员质询时表示，2024年首九个月广深港高铁香港段日均接载乘客约7万人次，今年前三季度的总乘客人次已接近2023年全年数据。

广深港高速铁路施建过程中的主要技术难题有：狮子洋隧道大直径盾构长距离连续穿越软土、砂层、软硬不均地层、岩石风化层、破碎带和硬岩地层；深港连接隧道大理岩溶洞区岩质破碎，裂隙发育，极易出现漏气、冒浆以及坍塌等风险；深港连接隧道穿越香港米埔湿地自然保护区的湿地生态环保问题；沙湾水道特大桥承台设计全部深埋于深水河床裸露基岩中。

● 狮子洋水下隧道

广深港高速铁路关键控制性工程狮子洋隧道是世界首座高速铁路水下盾构隧道、也是中国建成的最长水下隧道和首座铁路水下隧道。珠江狮子洋隧道全长10.8千米，外直径10.8米，双孔单线，穿越地质与环境条件极为复杂的珠江狮子洋入海口；其建设面临行车速度高（中国国内首条时速350千米水下隧道）、掘进距离长（盾构段长9340米、中国国内最长水下掘进距离）、地层复杂多变（中国国内首次大直径盾构连续穿越软弱地层、土岩复合地层、基岩及其破碎带）、水压力大（最大水压力0.67兆帕）、安全标准严（高速、高密度、大客流、深水下）等5大方面技术问题。该工程项目历经近十年联合攻关，系统解决了在结构安全保障、轨道平顺性控制、长距离掘进、关键装备研发、环保与防灾疏散等方面多项技术难题，形成了成套创新技术。

● 沙湾水道特大桥

沙湾水道特大桥是广深港高速铁路建设的重难点工程之一，全长18.081千米，主桥跨沙湾和紫泥水道；桥高45米，建于国家一级航道的深水中，水中墩水深13米；其中有四孔主跨连续刚构桥梁每跨168米，为当时中国境内跨径最大的高铁双跨连续钢构桥。

●深港连接隧道

深港连接隧道是穿越深圳河连接香港深圳的首条地下通道，为广深港高速铁路控制性工程之一，全长3886米，掘进到深港分界线后继续往香港方向掘进1490米，施工难度大。

广深港高速铁路狮子洋水下隧道工程获中国发明专利12项，中国实用新型专利10项，中国软件著作权1项，中国省部级工法9项，出版专著2部、中国行业规范1项，发表论文62篇；狮子洋水下盾构隧道获中国国家优质工程奖、中国土木工程詹天佑奖、菲迪克优秀工程奖；《高速铁路狮子洋水下隧道工程成套技术》获2017年度中国国家科技进步二等奖；成果推广应用于珠三角城际铁路、长株潭城际铁路等中国各地共250余千米的复合地层盾构隧道建设中。

广深港高速铁路香港段的开通，使广深港高速铁路成为中国内地第二条进港铁路，兼行跨线长途列车与城际短途列车；既属于中国国家干线铁路京哈~京港澳通道的一部分，又作为贵广高速铁路、京广高速铁路、京九高速铁路、南广铁路、沿海铁路通道、广肇城际铁路和广珠城际铁路等多条高级线路的联络线，同时也是广深区间的城际高铁。（广州日报 评）

广深港高速铁路有效缓解广州至深圳间客运能力紧张的局面，更好地满足广深间直达客流进港的需求，形成连接香港、深圳、广州的快速铁路通道，并与正在建设中的珠三角快速轨道网衔接；对于珠三角地区城市间的经济协作、促进经济共同繁荣和提升国际竞争能力具有重要意义。（原中华人民共和国铁道部副部长卢春房 评）

广深港高速铁路香港段将香港与中国内地高速铁路网络连接，便利了香港与中国内地之间的交通，促进香港与内地的社会文化交流及香港经济发展；在社会和经济层面都对香港及内地带来巨大效益。（香港铁路有限公司 评）