宣统二年（1910年），宣统二年七月五日洛潼铁路开工。

宣统三年（1911年）10月，辛亥革命爆发，洛潼铁路修至铁门段停工。

民国元年（1912年）9月，北洋政府与比利时签定《陇秦豫海铁路借款合同》，决定以汴洛铁路为基础向东西方向修筑陇海铁路。

民国2年（1913年）1月1日，汴洛铁路并入筹建中的陇海铁路，归交通部陇海铁路督办总公所管辖。同年8月19日，洛潼铁路商办公司收归国有，洛潼铁路修建工程并入陇海铁路修建工程；同年5月，陇海铁路开封至徐州段、洛阳至潼关段工程同时开工。

民国4年（1915年）5月，陇海铁路开封至徐州段建成；同年9月，陇海铁路洛阳至观音堂段竣工。

民国9年（1920年）5月，北洋政府与比利时和荷兰签定了借款合同，续建陇海铁路。

民国10年（1921年），陇海铁路徐州至海州大浦段、观音堂至灵宝段同时开工建设。

民国12年（1923年）2月1日，陇海铁路徐州至运河（今邳州）段竣工。

民国14年（1925年）7月1日，陇海铁路运河至海州大浦段竣工。

民国16年（1927年）11月，陇海铁路观音堂至灵宝段竣工。

民国19年（1930年）11月，陇海铁路灵宝至潼关段开工建设。

民国20年（1931年）12月，陇海铁路灵宝至潼关段竣工。

民国21年（1932年）8月，陇海铁路潼关至西安段开工建设。铁道部决定于新浦站至大浦站之间增设新浦旗站（今新浦东站），新浦旗站向东延伸至老窑（连云港）段开工建设。

民国24年（1935年）1月，陇海铁路西安至宝鸡段开工建设；同年4月，陇海铁路潼关至西安段竣工；同年6月，陇海铁路新浦旗至老窑（连云港）段竣工。

民国25年（1936年）12月，陇海铁路西安至宝鸡段竣工。

民国28年（1939年）5月，陇海铁路宝鸡至天水段开工建设。

民国34年（1945年）12月，陇海铁路宝鸡至天水段竣工。

1950年4月，陇海铁路天水至兰州段开工。

1953年7月，陇海铁路天水至兰州段竣工，至此，陇海铁路全线建成通车。

1956年，陇海铁路郑州至宝鸡段进行复线改造。

1970年，陇海铁路郑州至宝鸡段完成复线改造。

1977年，陇海铁路郑州至徐州段进行复线改造。

1978年11月，陇海铁路宝鸡至兰州段启动电气化改造工程。

1983年，陇海铁路郑州至徐州段完成复线改造。

1984年，陇海铁路徐州至中云段进行复线改造；同年4月，陇海铁路宝鸡至兰州段完成电气化改造；同年10月，陇海铁路郑州至宝鸡段启动电气化改造工程。

1986年12月，陇海铁路郑州至宝鸡段完成电气化改造。

1996年，陇海铁路徐州至中云段完成复线改造。

2000年11月，陇海铁路宝鸡至兰州段进行复线改造。

2003年6月，陇海铁路宝鸡至兰州段完成复线改造，至此，陇海铁路干线路段成为双线铁路；同年同月，陇海铁路西安至宝鸡段（铁路第五次提速）改造工程开工；同年12月，陇海铁路郑州至徐州段启动电气化改造工程。

2004年2月，陇海铁路西安至宝鸡段（铁路第五次提速）改造工程竣工。

2005年7月，陇海铁路西安至宝鸡段（铁路第六次提速）改造工程开工。

2006年7月，陇海铁路徐州至连云港（港口）段启动电气化改造工程；同年8月，陇海铁路郑州至徐州段完成电气化改造。

2007年4月，陇海铁路西安至宝鸡段（铁路第六次提速）改造工程竣工通车。

2008年3月，陇海铁路虞城至连云港段随徐州车务段整建制划归中国铁路上海局集团有限公司管理。

2009年11月，陇海铁路徐州至连云港（港口）段完成电气化改造，陇海铁路中云站更名为连云港东站，连云港东站更名为连云站。至此，陇海铁路全线完成电气化改造。

2016年3月，陇海铁路中云（连云港东站）至连云港港口（连云站）段进行复线改造。

2017年11月，陇海铁路中云（连云港东站）至连云港港口（连云站）完成复线改造，至此，陇海铁路全路段成为双线铁路。

2023年2月28日，绛帐站开通动车。4月1日，84212次首趟浩吉铁路与陇海铁路跨线货物列车从中国铁路郑州局集团有限公司张家湾站发车，标志着浩吉、陇海铁路实现互联互通。

2024年1月18日，陇海铁路上行线宝天段社棠至元龙站改线铁路顺利开通。

2024年8月5日，陇海线宝鸡东至眉县东区间自闭设备大修工程顺利完成最后一个设备调试“天窗”，区间大修工程圆满完成，信号系统新设备成功投运。

截至2003年，陇海铁路沿线共有客/货车站223个。

陇海铁路西起甘肃省兰州市、东至江苏省连云港市，途经徐州、商丘、开封、郑州、洛阳、三门峡、渭南、西安、咸阳、宝鸡、天水、定西等城市，横贯江苏、安徽、河南、陕西和甘肃五省，串联中国西北、华中和华东三大地理区域，是贯穿中国东中西部最主要的干线铁路，也是新亚欧大陆桥的重要组成部分。

建国初期至改革开放初期，陇海铁路大量开行ST3型、胜利13型蒸汽机车。

1973年，原郑州铁路局郑州机务南段开始大量配属东风3型机车，担当陇海铁路陕州（三门峡西）至郑州、徐州、蚌埠间的客运交路，代替以往使用的人民型和胜利型蒸汽机车。

1986年，原中国铁道部为满足陇海铁路郑州至宝鸡段电气化铁路需要、通过国际招标方式向日本川崎重工业、三菱电机订购6K型电力机车车型，共计85台，全部配属原郑州铁路局洛阳机务段使用。1988年3月起，担负陇海铁路郑州（郑州北）—洛阳—三门峡西区段的客货列车牵引任务，成为此后20年间该区段的主力电力机车车型之一，现已全部停用。

1989年3月，原中国铁道部就采购陇海铁路郑宝段电气化铁路的第二批电力机车展开国际招标，株洲电力机车厂中标电力机车供应合同，新型机车被定名为韶山6型。1991年，53台韶山6型电力机车分别配属郑州铁路局洛阳机务段和三门峡西机务段，与6K型电力机车共同投入陇海铁路运用，分别担当郑州（郑州北）至三门峡（三门峡西）、三门峡（三门峡西）至西安（新丰镇）的客货列车牵引，现已全部停用。

1998年10月，韶山7C型电力机车配属原郑州铁路局西安机务段，投入陇海铁路担当西安至宝鸡、西安至郑州的客运牵引任务。

2000年4月起，韶山7D型电力机车配属原郑州铁路局西安机务段，开始承担陇海铁路郑州至西安间的长交路客运牵引任务。

2002年11月，东风8BJ型0001号内燃机车配属原郑州铁路局郑州北机务段，主要担当郑州北至商丘西的货运交路。

2009年3月，原郑州铁路局郑州机务段开始使用HXD3型机车，主要用于陇海铁路郑州北至徐州北间的货物列车牵引任务。

2019年12月30日，陇海铁路连云港至徐州段首次开行从青岛北发往杭州的D781次CR200J动力集中型“复兴号”动车组。

2019年12月30日，陇海铁路连云港至连云段开行市郊列车，市域列车采用CRH6F-A型城际动车组，运行最高时速160千米/小时。

2021年8月3日，陇海铁路西安至宝鸡段首次开行时速160公里的D5262次“复兴号”动集动车组。

2003年，陇海铁路干线路段完成复线改造后，全线采用ZP89型双线单向三显示自动闭塞系统。

2004年，中国铁路第五次大面积提速后，陇海铁路郑州至徐州段、徐州至连云港段分别于2006年8月与2009年11月随电气化改造完成自动闭塞“三改四”工程，陇海铁路郑州至西安段、西安至宝鸡段、宝鸡至天水段、天水至兰州段分别于2006年8月、2004年4月、2015年1月、2015年6月完成自动闭塞改造工程。至此，陇海铁路全线实现采用ZPW－2000A型无绝缘移频自动闭塞系统。

民国19年（1930年），陇海铁路大浦至徐州间、徐州至郑州间、开封至洛阳间、洛阳至陕州间、陕州至灵宝间每日分别开行客货混合列车一次。

民国21年（1932年），陇海铁路每日对开徐州至潼关特别快车（1/2次）和开封至洛阳特别快车（3/4次）一次、每日开行徐州至洛阳（73/74次）和郑州至开封（75/76次）客货混合列车一次。

民国23年（1934年）11月，陇海铁路每日增开潼关至渭南特别快车一对。

民国24年（1935年）4月，陇海铁路增开西安至宝鸡普通客车一对和潼关至宝鸡客货混合列车一对；同年5月，陇海铁路每日增开连云港至徐州特别快车（5/6次）和连云港至徐州客货混合列车各一对。

民国35年（1946年）12月，陇海铁路增开西安至连云港特别快车。

1957年，陇海铁路开行连云港至郑州旅客列车。

1981年7月，陇海铁路增开连云港至宝鸡旅客列车。

2004年4月18日，中国铁路第五次大面积提速，陇海铁路西安至宝鸡段旅客列车最高运营速度达到200千米/小时。

2007年4月18日，中国铁路第六次大面积提速，陇海铁路郑州至徐州段旅客列车最高运营速度达到200千米/小时。

2010年7月，受强降雨影响，陇海铁路河南、陕西部分路段发生地质灾害中断，造成多趟列车晚点。

2011年8月28日，陇海铁路郑州至徐州段旅客列车最高运营速度调降至160千米/小时。

2018年2月2日，中国铁路上海局集团公司首次在陇海铁路连云站至徐州北站间组织开行了6500吨重载列车。

陇海铁路呈东西走向，跨越黄淮平原、豫西黄河谷地、渭河谷地、黄土高原、黄河峡谷等多个自然地形区，沿线地理、地质 、水文、气象条件各异，在当时是施建技术难度较大的工程。陇海铁路宝兰段是陇海铁路线上地质最复杂、环境最恶劣的一段。宝兰段分宝天段和天兰段两个部分。而宝鸡至天水段是整个陇海铁路工程最复杂最艰巨的区段。南京国民政府于1939年开始修建该段铁路，历经7年时间才勉强竣工。通车后塌方事故不断，时通时断，被称为陇海铁路的“盲肠”。

● 宝鸡至天水段增建二线

陇海铁路宝鸡至天水段增建二线工程东起宝鸡车站西端，穿越宝鸡市境内三区及甘肃省天水市北道区，是中国复线建设中桥梁、隧道比例最高的二线铁路，工程十分艰巨。线路沿渭河峡谷溯源而上，沿线山势陡峻，地质构造复杂，山高谷深，层峦叠嶂。线路途经地区占滑坡、泥石流、河岸冲刷造成的水土流失相当严重，生态环境十分脆弱。线路55次跨越渭河，45次上跨、下穿310国道和既有铁路，特、大、中桥88座，隧道53座，桥隧总长82601延长米。

● 杨连弟桥

杨连弟桥是贯通陇海铁路的关键工程之一，位于观音堂镇和硖石乡之间，原名为陇海铁路洛陕段8号桥。1956年，为纪念铁道兵战斗英雄杨连弟而命名为“杨连弟桥”。大桥高48米，全长172.5米，是陇海铁路线上最高的桥梁，大桥由法国、英国和比利时3国工程师共同设计，1921年动工，用了4年时间建成。

● 灞河大桥

灞河大桥是陇海铁路抢险改线工程的关键区段，为钢筋混凝提速梁，全长395.88米，11墩2台。钻孔桩78根，桩径1.25米，桩长总计2319米。改线铺轨1.402双线千米，路基土石方5.5328万立方米，三七灰土换填7366立方米，新建接触网2.74条千米，改建5.4条千米。列车时速120千米。

● 松树湾隧道

松树湾隧道是陇海铁路的控制工程之一，位于甘肃省定西市南21公里，陇海铁路石品湾站与马河站之间，穿越陇海铁路最高点大营梁。隧道全长2224.3米，海拔2000米，为陇海铁路最长的隧道。1973年建成通车，1985年4月完成电气化工程。

2008年，陇海铁路既有线西安至宝鸡段200千米/小时提速改造工程获原中国铁道部科技成果特等奖、陕西省科技进步一等奖。

1984年，陇海铁路天水至兰州段电气化技术改造工程获原中国铁道部甲级优质工程奖。

2007年，陇海铁路郑州至徐州段电气化技术改造工程通信信号设计获中国铁路总公司优秀工程勘探设计二等奖。

2008年，陇海铁路郑州至徐州段电气化技术改造工程获中国铁道工程建设协会火车头优质工程一等奖。

2019年，陇秦豫海铁路（陇海铁路）入选由中国科协调宣部主办，中国科协创新战略研究院、中国城市规划学会共同承办的“中国工业遗产保护名录（第二批）”。

陇海铁路是中国境内从江苏连云港通往甘肃兰州的铁路干线，是贯穿中国东、中、西部最主要的铁路干线，也是从太平洋边的中国连云港至大西洋边的荷兰鹿特丹的新亚欧大陆桥的重要组成部分。（凤凰网 评）

陇海铁路见证了中国百年的历史和百年来的发展变化，自清末以来中国发生的每一个重大历史事件，都能在这条铁路上找到痕迹和影子，一直到新中国成立。陇海铁路的建设证明，国家兴则铁路兴，国有难则铁路遭难。（新民网 评）