1952年7月，新中国成立后建成的第一条铁路——成渝铁路全线通车，就在成渝铁路全线通车的时候，宝成铁路也开工了，如果说成渝铁路的开通是结束了四川没有一条连接大城市干线铁路的历史，那么宝成铁路的修建则是要解决进出川的问题，把四川连入全国的铁路路网。
其实宝成铁路最先设计的时候还叫天成铁路，从甘肃天水到四川成都，但后来起点改成了陕西宝鸡，其实不论是天成方案还是宝成方案，铁路都要翻越秦岭，在凤县以南的线路方案都一样。从天水到凤县方案翻越秦岭的坡度相对缓和，线路更容易设计，但是最后却采取了宝鸡到凤县翻越秦岭的方案，这个方案的线路坡度更大一些，工程更艰巨，之所以选择宝鸡方案主要是由于陇海铁路宝鸡到天水段的问题，因为宝鸡到天水段是民国时期修建的，标准低，尤其是雨季经常塌方影响行车，在陇海线宝天段没有根治之前，不宜增加行车，而且入川铁路主要是照顾四川北上特别是进京，所以最后选定了接宝鸡的方案，这样四川去华北中原的列车就不用走陇海线宝天段。
宝成铁路是1952年开工建设的，1956年实现全线接轨，1958年元旦正式通车，这也标志着四川连入了全国铁路路网。而宝成铁路开通初期全线都是采用蒸汽机车，翻越秦岭的路段列车只有增加机车牵引，也就是铁路专业用语说的补机。而宝鸡到凤县那段翻越秦岭的路段刚开通就进行电气化改造，1961年开通电气化，这也是中国第一段电气化铁路，最初采用的是从法国进口的电力机车。电力机车功率比蒸汽机车大，效率更高，拉得也更多了，之后宝成铁路剩余路段陆续进行电气化改造，1975年全线电气化开通，这是中国第一条电气化铁路干线，成都成为第一个拥有电气化铁路的省会城市，而宝成线列车的牵引机车也陆续开始使用国产的电力机车。电气化后的宝成铁路运输能力比蒸汽机车的时候大幅提高。
宝成铁路开通后，部分路段也进行过改线，有些是为缩短里程，有些则是因为一些病害而决定改线。随着经济的发展，运输需求越来越高，既有的单线铁路难以满足，所以到了90年代，宝成铁路阳平关到成都段进行增建复线的工程，90年代末完成，提高了通过能力。宝鸡到阳平关段依旧是单线。
成都进京的特快列车
宝成铁路下行客车
在很长一段时间内，宝成铁路是川西地区北上的唯一通道，后来随着其它铁路的建成，列车也逐步分流。尤其是进入本世纪，随着西康铁路、达成铁路复线、襄渝铁路复线的建成，原先走宝成的部分客车改线，前几年西成高铁开通后，宝成铁路的客车进一步减少，兰渝铁路全线开通后，走宝成线去西北方向的列车在广元以北改走兰渝，现在走宝成铁路全线的列车有所减少，当然也减轻了宝成铁路北段单线的运输压力。
虽然现在四川出川北上的铁路越来越多，但是宝成铁路依然还发挥着重要的作用，特别是大量的货运列车，毕竟发展经济离不开货运。
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