2012年7月，连镇高速铁路进入《江苏“十二五”综合交通运输体系发展规划》。

2013年3月20日，中国国际工程咨询公司有关专家在淮安就连镇高速铁路淮安段设计方案进行现场勘查。8月，中华人民共和国国家发展和改革委员会批复《新建连云港至镇江铁路项目建议书》。11月20日，设计单位工可报告上报中国铁路总公司。12月3日至7日，中国铁路总公司在南京对连镇高速铁路进行了工可行业审查。

2014年9月，中华人民共和国国家发展和改革委员会批复《新建连云港至镇江铁路可行性研究报告》。12月26日，连镇高速铁路开工建设。

2015年5月，中国国家铁路总公司、江苏省人民政府联合批复了连镇高速铁路全线初步设计方案。9月，连镇高速铁路全面开工建设。10月6日，连镇高速铁路打下全线第一桩，标志着连镇高速铁路连云港段开工建设。11月15日，连镇高速铁路首榀箱梁完成浇筑。10月16日，连镇高速铁路高邮段开工建设。

2016年4月12日，连镇高速铁路首段箱梁完成架设。6月28日，连镇高速铁路首处连续梁合龙。

2018年6月21日，连镇高速铁路跨京沪高速公路高邮匝道大跨度连续梁合龙。10月19日，连镇高速铁路全线进入铺轨阶段。

2019年5月18日，连镇高速铁路董淮段实现全线贯通。9月6日，连镇高速铁路董淮段接触网专业热滑试验启动，标志着连镇高速铁路董淮段即将进入联调联试阶段。9月17日，连镇高速铁路董淮段开始联调联试。11月13日，连镇高速铁路董淮段开始运行试验。12月14日12时，连镇高速铁路董淮段动车组列车车票开始发售。12月16日，连镇高速铁路董淮段（董集站至淮安东站）开通运营。

2019年8月8日，连镇高速铁路转体桥跨越沪宁城际铁路。9月11日，连镇高速铁路跨越京沪铁路。12月26日，连镇高速铁路扬州东站以北的正线完成接触网线铺设。

2020年4月，连镇高速铁路扬州段全线铺轨贯通。5月7日，连镇高速铁路扬州段主线接触网承导线完成架设。5月9日，连镇高速铁路完成钢梁架设施工。6月，连镇高速铁路全线铺轨贯通。7月15日，连镇高速铁路淮丹段开始静态验收。7月19日至23日，连镇高速铁路扬州段牵引变电所完成受电。7月28日，连镇高速铁路信号接入宁启铁路，实现“信号连接”。7月29日，连镇高速铁路用于接驳沪宁城际铁路的新建道岔铺设完成。8月7日，连镇高速铁路跨江段最后一座牵引变电所完成受电。8月14日，连镇高速铁路接入沪宁城际铁路镇江站、丹徒站。8月16日，连镇高速铁路全线完成接触网送电。8月20日至22日，连镇高速铁路淮丹段进行热滑试验。9月1日，连镇高速铁路淮丹段正式开始联调联试。9月4日，连镇高速铁路淮丹段首次上线动车组检测车。10月14日，连镇高速铁路淮丹段完成联调联试拉通试验。10月29日，连镇高速铁路淮丹段进入运行试验阶段。11月29日，连镇高速铁路淮丹段通过初步验收。12月11日，连镇高速铁路淮丹段（淮安东站至丹徒站）开通运营，标志着连镇高速铁路全线开通运营。

2023年1月，连镇铁路南延上跨南沿江铁路同步实施工程已全部完成。

连镇高速铁路正线共设10座办理客运业务的车站：灌云站、灌南站、涟水站、淮安东站、宝应站、高邮北站、高邮站、扬州东站、大港南站、丹徒站，并通过董集站接入青盐铁路经海州站至连云港枢纽。【远期，青盐铁路董集至连云港段的运能不足时，将另行修建董集至连云港的联络线】

连镇高速铁路北起连云港市，自青盐铁路董集站引出后，线路走行于宁连高速公路以东，经灌云县城东部规划区设灌云站，于灌南县城西部开发区内设灌南站，沿宁连高速东向南于涟水县城西侧设涟水站，跨淮安机场连接线向南，跨京沪高速公路折向东南引入淮安地区与徐盐铁路合设淮安东站。出站后继续沿京沪高速公路西侧南行，于横东侧设宝应站，跨潼河、子婴干渠、332省道及界首收费站匝道后设高邮北站。于高邮市东郊设高邮站，后续往南行进入扬州市江都区，于双沟村扬州石化公司东侧设邵伯线路所。于廖家沟岸边东侧夏桥村附近设扬州东站。出站后上跨文昌东路、宁通高速公路及夹江后进入镇江市丹徒区，之后线路转向东南于五峰山附近跨越长江。过江后沿大港规划区东缘西折，于338省道北侧续往西行，穿松林山、 跨京杭大运河后设横山站，出站后折向东南，下穿京沪高速铁路后，接入沪宁城际铁路丹徒站。正线全长304.537千米，同时建设连云港地区、扬州地区和镇江地区的配套工程。

连云港疏解线（反向发车线）于连云港站徐州端咽喉引出，折向南跨青盐、陇海铁路，沿青盐铁路向西侧向接入青盐下行线，疏解线线路长度2.268千米。

2021年2月，上五峰山长江大桥5G公网覆盖工程，通过运营商的网络验收测试，连镇高铁实现全线5G网络覆盖。五峰山长江大桥已成功接入中国移动5G网络，并为中国联通及中国电信两家移动通讯运营商预留了接入条件。该项目的成功实施标志着全国首例跨长江悬索桥5G网络建成。

2019年12月16日8时32分，由徐州东站开往连云港站的D5681/4次列车驶出淮安东站，标志着连镇高速铁路董淮段开通运营。

2020年12月11日9时58分，由扬州东站开往上海虹桥站的G8301次复兴号列车驶出扬州东站，标志着连镇高速铁路淮丹段开通运营，连云港至镇江2小时9分可达。连镇高速铁路淮丹段开通运营后，铁路部门安排开行动车组列车17对。2021年1月全国铁路运行图调整时，将按照日常线、高峰线安排列车开行，计划每日从扬州东站、淮安东站开行至长三角地区和武汉、北京、广州等方向多趟动车组列车。

五峰山大桥是世界首座高速铁路悬索桥，位于泰州长江大桥和润扬长江大桥之间，是连镇高速铁路关键性控制工程。大桥全长6409米，采用单跨悬吊钢桁梁悬索结构。上层为8车道高速公路，设计速度每小时100千米；下层为4线高速铁路，设计速度250千米/小时。桥塔施工中，克服了航道狭窄繁忙、下游跨江电缆过近等困难，完成超大双壁钢围堰吊装定位施工，并采用一系列新工艺、新装备，确保主塔封顶。

2020年4月16日，五峰山大桥开始铺轨。8月11日，五峰山大桥启动静载试验。8月15日，五峰山大桥通过静载试验。

江都联络线特大桥由两个7000多吨的转体桥在空中同时逆时针旋转19.5度后精准对接，建设时是中国国内曲线半径最小、距离既有线最近的铁路转体桥。该转体桥位于半径700米的圆曲线上，梁体的弯度大，重心偏离桥墩中心，这在中国国内尚属首次。而作为转体桥“中枢系统”的球铰，对不平衡力十分“敏感”，稍有不慎，会在施工中造成倾覆。

江都联络线特大桥桥墩距离既有的宁启铁路铁路1万伏高压线仅0.4米。宁启铁路每天有60多列客、货列车通过，安全风险极高。施工人员为此在靠近既有线处设置两层绝缘网，施工现场设置专人24小时监控，确保列车安全，施工顺利。

2018年10月12日，连镇高速铁路江都联络线特大桥实现转体。

连镇高速铁路位于江苏省中北部，是贯通江苏南北的重要通道，也是长三角城际网和江苏省四纵四横铁路网的重要组成部分，有江苏高速铁路网的脊梁之喻，具有京沪高速铁路辅助通道的重要功能，在中国国家铁路网和江苏省综合运输体系中具有重要地位。连镇高速铁路开通后，将把连云港、淮安、扬州、镇江地区部分县市直接送入中国全国高速铁路网，实现苏北与上海、南京等发达城市无缝对接，为苏北发展带来新机遇，对提高沿线城市对外交通便捷度、更好融入长三角核心区、进一步提升交通区位优势具有重要意义。（扬州日报 评）

连镇高速铁路是长三角铁路网的重要组成部分，全线通车后实现了连云港、淮安、扬州、镇江地区部分县市与上海、南京、杭州等长三角中心城市的无缝对接，使扬州东到上海（虹桥）的铁路旅行时间最短压缩至1小时51分，扬州、淮安、连云港到南京、上海、杭州等地的铁路旅行时间大幅压缩，极大地方便了沿线百姓出行，对完善区域综合交通运输体系、助力长江经济带和长三角区域一体化发展战略实施，具有重要意义。（中国国家铁路集团有限公司 评）

连镇高速铁路全线通车形成了纵贯江苏南北的铁路主通道，成为江苏铁路的脊梁骨，为促进苏南苏中苏北协调发展、推动长三角更高质量一体化、服务中国全国构建新发展格局提供有力的交通支撑。（新华社 评）