更新时间：2024-10-05 08:00
张吉怀高速铁路的前身为焦柳铁路张家界至怀化段扩能改造工程。
2014年，根据地方委托，中铁第四勘察设计院开展了焦柳铁路石门县至怀化段铁路扩能改造工程前期研究。9月，根据湖南省发展和改革委员会委托，中铁第四勘察设计院启动焦柳铁路张家界至怀化段扩能改造工程预可行性研究。
2015年7月10日，湖南省发展和改革委员会组织召开加快张家界至吉首至怀化铁路推进工作的会议，沿线州市政府对张吉怀高速铁路主要技术标准及线站位方案提出了建议。
2016年3月7日，张吉怀高速铁路进行第一次环评公示。3月20日，“新建张家界至怀化铁路可研评审会”在怀化召开。4月15日，张吉怀高速铁路进行第二次环评公示。5月，湖南省环境保护厅批复《新建铁路张家界至吉首至怀化铁路环境影响报告书》。9月8日，“张吉怀铁路前期工作推进会”在吉首召开。9月30日，中华人民共和国国家发展和改革委员会批复《新建张家界至吉首至怀化铁路可行性研究报告》。12月18日，张吉怀高速铁路开工建设。
2017年3月28日至31日，中国铁路总公司在北京组织召开“新建铁路张吉怀铁路初步设计评审会”。
2018年4月29日，张吉怀高速铁路首座隧道贯通。6月12日，张吉怀高速铁路张家界段首座隧道贯通。
2019年7月9日，张吉怀高速铁路首梁成功架设。
2020年3月28日，张吉怀高速铁路麻阳段贯通。5月3日，张吉怀高速铁路全线6千米以上长大隧道全部打通。6月28日，张吉怀高速铁路电气化工程正式开工。7月29日，张吉怀高速铁路轨道施工全面展开。8月6日，张吉怀高速铁路怀化段开始架梁。
2021年1月31日，张吉怀高速铁路正式开始铺轨。7月29日，张吉怀高速铁路开始进行接触网热滑试验。8月6日，张吉怀高速铁路启动联调联试。8月9日，动车检测车首次驶上张吉怀高速铁路。10月4日，张吉怀高速铁路进入运行试验阶段。12月6日，张吉怀高速铁路开通运营。
张吉怀高速铁路全线设8座车站：张家界西站—回龙西站（越行站）—芙蓉镇站—古丈西站—吉首东站—凤凰古城站—麻阳西站—怀化南站。
张吉怀高速铁路自黔常铁路张家界西站西端引出，绕避湖南张家界大鲵国家级自然保护区后折向南，跨澧水向南进入湘西土家族苗族自治州永顺县，于永顺县回龙乡设回龙西越行站，尔后线路折向西，穿大青山、跨酉水进入古丈县，跨峒河后进入湘西土家族苗族自治州州府吉首市，跨焦柳铁路南行于包茂高速公路西侧进入凤凰县，跨沱江和包茂高速公路后走行于高速公路东侧，跨锦江和包茂高速公路后走行于包茂高速公路西侧，跨渝怀铁路、舞水后于怀化市芷江县东端的顺溪铺，预留设怀化第三客站条件，跨沪昆高速铁路和舞水后折向东引入终点怀化南站怀衡场。
张吉怀高速铁路北起张家界市，经湘西土家族苗族自治州吉首市，南接怀化市，衔接黔常铁路、焦柳铁路、渝怀铁路、沪昆高速铁路、怀衡铁路、渝湘高速铁路、吉玉铁路等铁路，辐射湖南省西部主要市州。
2021年12月6日7时50分，由张家界西站开往怀化南站的G9693次列车从张家界西站开出，标志着张吉怀高速铁路开通运营。张家界至怀化最快1小时10分可达。
张吉怀高速铁路穿越雪峰山脉、武陵山脉和沅麻盆地，是典型的山区铁路，特别是隧道工程地质及水文条件十分复杂，溶洞、落水洞等广泛分布。铁路全线共有桥梁67.472千米、隧道160.493千米。同时，张吉怀高速铁路连接张家界、凤凰古城等风景旅游区，沿线风光秀丽，森林公园、自然保护区分布范围广、等级高，对施工安全、环境保护、水土保持等要求高。
张吉怀高速铁路穿越武陵山区，沿线地质构造复杂，地形地貌多变，可溶岩广布，岩溶强烈发育，溶洞、落水洞等广泛分布，施工难度大。全线路桥隧比高达91.3%，共有桥梁168座，隧道124座。
张吉怀高速铁路重难点控制工程有“8路13桥37隧”。
新华山隧道全长5931米，位于张家界、花垣与古丈三大断裂带交会处，跨越8个大断层，所处地质极为复杂，是张吉怀高速铁路全线重点控制工程。隧道进口裂隙水非常丰富，为松散堆积体。隧道岩层多炭质页岩，平均每月进度还不到8米。
2021年1月29日，新华山隧道全线贯通。
吉首隧道全长12.162千米，是张吉怀高速铁路全线最长的单洞双线隧道，采用全断面3D自动扫描系统解决隧道超欠挖问题。
2016年12月18日，吉首隧道开工建设。2020年5月1日，吉首隧道贯通。
官田隧道全长3.77千米，先后穿越8条断层带，具有较强的不稳定性，富水区段每小时最大涌水量达490立方米，施工难度大，安全风险高。为保护周边环境，项目建立污水处理系统，设立三级沉淀池及时处理废水。为了抑制工地扬尘，项目对隧道地表裸露区域进行植被覆盖，防止水土流失。同时，施工过程中采用了聚能水压光面爆破技术、三臂凿岩台车、3D激光扫描仪等先进工艺和设备，结合超前地质预报及监控测量等方式，保证隧道安全顺利掘进。
2019年11月21日，官田隧道贯通。
丁王隧道位于怀化市鹤城区，全长5563.27米，洞内设“人”字坡，最大埋深259.1米。隧道地质构造及水文地质条件复杂，要穿越8条断层破碎带，易塌方，施工难度大。
2020年5月29日，丁王隧道贯通。
天桥山隧道是张吉怀高速铁路关键控制性工程。施工过程中，针对隧道内溶洞、涌水等不良地质，项目采用了新技术新装备加快开挖进度，实现了高精度贯通。
熊家西、边岩、邓家坡隧道分别位于张家界永定区和湘西自治州永顺县，三条隧道相连，全长12.2千米，属全线跨越两个地区最长连续单洞双线隧道。隧道所在区域位于张家界至古丈至吉首断裂带，属于断陷盆地构造变形核心部位，地质褶曲发育不全，岩体松散破碎。针对地质软弱围岩大变形，突泥、渗水等施工难题，项目创新施工工艺，通过地表钻探，向地下软弱围岩加注特制混泥土，使软弱围岩凝固结构。
同时，该连续隧道与焦柳铁路石家湾隧道、蜈蚣山一号隧道和黄土岗隧道在地下有4次上跨或下穿交汇，其中两条铁路隧道结构最近距离相距仅11.59米，施工风险系数在中国国内罕见，且三条隧道V级围岩占比80%以上。
2020年7月24日，熊家西、邓家坡、边岩三座一级高风险隧道贯通。
永顺隧道位于永顺县芙蓉镇境内，全长12.083千米，是I级风险隧道。隧道设平导1座、横洞2座；全隧共穿越7个断层破碎带，2处浅埋段，岩溶强烈发育，存在岩溶、断层、偏压等不良地质，极易发生涌水、坍塌、变形等险情。工地周边地形复杂，地势险恶，生态环境脆弱，环保要求极高。
2020年1月9日，永顺隧道贯通。
尧里河特大桥全长2065米，采用连续梁挂篮法施工，于2019年7月11日合龙，是张吉怀高速铁路首座合龙的特大桥。
万溶江特大桥位于吉首市河溪镇中岩村四方冲附近，因其桥址位于剥蚀及岩溶构造处，施工区域地形陡峭，导致施工难度巨大。
酉水大桥是张吉怀高速铁路全线重点、难点和控制性工程。桥址处山坡地形陡峭且不对称，横向高差大。为减少对山体及植被的破坏，结合交通运输条件，主桥创新性的采用主跨292米非对称拱桥，建成时是世界上最大跨度非对称拱桥，两侧拱脚竖向高差达43.5米。
酉水大桥在设计施工中采用了多项创新技术：一是在大跨度拱桥中首次采用桁架式双肢钢管截面，大幅提升主拱的通透性和景观性；二是拱上结构采用刚构-连续体系，将高度较高的立柱顶部与梁固接，在减小拱上立柱尺寸的同时，提高整体结构的刚度；三是实现了拱肋、立柱、拱上主梁的全预制拼装施工，提高了施工效率；四是拱肋及拱上钢立柱采用免涂装的耐候钢，解决了深邃峡谷中钢结构桥梁养护难题。
2020年9月28日，酉水大桥主梁合龙。
茅溪河特大桥是张吉怀高速铁路全线最长特大桥，施工难度大、工期压力大、施工风险大。
张吉怀高速铁路建成通车后，将结束凤凰古城、吉首等文化旅游胜地不通高速铁路的历史。（《湖南日报》 评）
张吉怀高速铁路沿线文化旅游资源丰富。开通运营后，沿线的张家界、湘西州将通过高速铁路路网与郑州、武汉、杭州、桂林等多个旅游城市串联起来，形成多条纵贯南北、横穿东西的黄金旅游通道，各地优质文化旅游资源相互之间将产生连带效应，将对张吉怀高速铁路沿线旅游产业起到促进作用。（央视新闻 评）
2023年11月，张吉怀高铁芙蓉镇酉水大桥荣获世界结构大奖。