2009年10月15日，朔黄铁路升级为重载铁路，开行万吨级列车。

2012年12月27日，朔黄铁路两万吨试验列车成功开行，标志着朔黄铁路具备两万吨列车开行条件。

2016年3月9日，朔黄铁路开始常态化开行两万吨级列车；7月，朔黄铁路扩能改造工程完工。

2022年9月20日，朔黄铁路年运能升至3.6亿吨。

2023年8月31日，朔黄铁路完成东线两万吨列车自动驾驶试验和西线首趟万吨编组列车自动驾驶试验。

2024年4月20日，朔黄铁路完成3万吨级运行试验，刷新了中国编组最长、载重最大的重载组合列车纪录。5月，在中国西煤东运第二大通道——国家能源集团朔黄铁路肃宁北至李天木区间，国内首套重载列车外部环境安全预警系统成功试运。8月，朔黄铁路长梁山隧道水质提升项目主体结构封顶。8月21日，朔黄铁路焊轨基地生产线正式启动。9月8日，中铁四局三公司承建的朔（州）黄（骅港）铁路黄骅南站铁路营业线首组重载道岔更换完成。9月12日，朔黄铁路黄万线电气化改造工程1标段一次送电成功。9月22日，国能朔黄铁路黄万线实现电气化开通运营。9月26日，国家能源集团朔黄铁路无人驾驶重载列车顺利完成试验开行。11月5日消息，朔黄铁路小半径曲线改造工程项目在忻州市宁武县开工。

朔黄铁路正线全长594千米，自神池南站向南引出，在原平南站与北同蒲铁路相交后，沿滹沱河北岸东行，过太行山北段进入河北省境；后在定州西站与京广铁路交汇后继续向东延伸，在王佐站与京九铁路相汇，然后向东与邯黄铁路、沧港铁路相接，终点抵达渤海西岸的黄骅港站。

截至2024年5月，朔黄铁路共设有33座车站。

朔黄铁路2000年5月28日一期开始试运营，2002年11月1日全线通车，列车日通过能力为135.5对、年运量为3.6亿吨。

2024年7月，朔黄铁路黄大线启用调度中心集控模式。

朔黄铁路从开通到2022年5月累计运送煤炭等货物41.07亿吨；2009年10月15日到2023年10月15日，朔黄铁路万吨重载列车运行十四年，共开行176068列，历史累计运输煤炭14.9亿吨。

2023年，朔黄铁路年累计完成货运量36842万吨，同比增加1930.2万吨，连续6年煤炭年运量超过3亿吨，创历史最高纪录。

朔黄铁路全线共有隧道77座（66.3千米）、桥梁381座，穿越恒山、太行山脉，15次跨越滹沱河，铁路东西两端落差1527.63米；神肃段山高谷深，桥隧相连，367座桥梁长达80.3千米，77座隧道长达66.3千米，施工难度大，技术标准高；肃黄段地处华北平原，有冲洪积平原、冲积平原、冲海积平原、滨海平原和滨海滩地等地貌，工程地质从东至西分布有软弱黏土地层，松软地层，盐渍土地层，海滨及海滨淹没区，同时还存在大量的液化土和盐渍土，地质条件和岩土条件非常复杂，而且分布长度达60千米，施工难度较高。

朔黄铁路跨越多条山脉和河流，创造了一系列重大工程，如当时中国第二长隧道长梁山隧道（12.7千米）、当时中国双线铁路第四长大隧道及朔黄铁路第二长大隧道寺铺尖隧道。

朔黄铁路全线多段获奖，包括铁道部优质工程、国家优质工程银质奖、国家优质工程“鲁班奖”、中国土木工程詹天佑奖等57项国家级荣誉称号。

朔黄铁路西端与神朔铁路相连，沟通陕北蒙南能源基地与渤海出海口黄骅港，构成中国西煤东运第二大通道，可保证华东、东南地区能源供应，扩大中国煤炭出口能力。（新华网 评）