京沪高速铁路是中国东部地区连接环渤海和长三角的重要通道，穿越华北和华东，覆盖了1318公里，途径人口密集、经济活跃的区域，如北京南站至上海虹桥站全程5-8小时，年输送双向客流量达1.6亿人次。线路设计时速300公里，实际运营在250-300公里之间，最小追踪间隔为3.5分钟。
线路布局大致平行于原有京沪铁路，主要经过平原和低山丘陵区，穿越海河、黄河、淮河和长江等大水系。北京南至济南段地势平坦，济南至徐州段地形起伏较大，而曲阜至上海则主要在平原区，部分路段穿越长江下游平原。沿线地质条件复杂，尤其在武清至沧州和丹阳至上海段，软土层厚，工程难度大。
高铁沿线设有24个车站，包括北京南、天津西、济南西、南京南、虹桥等重要站点，以及预留的始发站徐州东站。每个车站设施齐全，如北京南站有3个车场，天津西站改建为13台26线布局。此外，还设有2个动车段和多个动车组运用所，以及通信、信号等现代化设备。
举例来说，天津地下直径线工程是连接天津站和天津西站的重要工程，直径线全长5公里，采用大直径盾构施工，成功穿越城市，对提升运输能力意义重大。沿线车站如德州东站、济南西站、滕州东站等，都根据区域发展和旅客流量需求进行设计和建设。
整个线路设计充分考虑了环境保护和能源效率，如上海虹桥站，结合城市规划，实现多种交通方式的无缝衔接，同时注重节能、节水和生态保护，确保线路的可持续发展。
京沪高速铁路，简称京沪高铁客运专线，作为京沪快速客运通道，是中国“四纵四横”客运专线网的其中“一纵”，也是中国《中长期铁路网规划》中投资规模大、技术水平高的一项工程。是新中国成立以来一次建设里程长，投资大，标准高的高速铁路.线路由北京南站至上海虹桥站，全长1318公里，纵贯北京、天津、上海三大直辖市和冀鲁皖苏四省，连接环渤海和长江三角洲两大经济区。总投资约2209亿元，设24个车站。基础设施设计速度为300km/h，2008年4月18日正式开工，2011年6月30日通车，北京到上海最快只需4时48分，总理温家宝主持通车典礼。