2000年底，作为西部大开发十大重点工程之一的渝怀铁路开工，这条铁路从重庆主城出发，途经长寿、涪陵、武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山，出重庆后经贵州铜仁然后到湖南怀化，全长640公里，这也是当时重庆自建国以来投资最大的项目。
在2000年以前，襄渝铁路襄樊到安康段以南，安康到重庆段以东，川黔铁路以东，湘黔铁路怀化到贵阳段以北，焦柳铁路襄樊到怀化段以西，这一大片区域还是铁路空白，渝怀铁路大部分路段是在重庆境内，所经过的渝东南地区过去是比较贫困的地方，交通也比较落后，建设这样一条铁路对于带动沿线经济发展具有重要作用。此外重庆当时去华东、华南地区只有走60年代建成的川黔铁路，速度慢耗时长，运输压力大，急需建设新的铁路通道。
渝怀铁路在重庆主城跨过嘉陵江，在长寿跨过长江，在涪陵与彭水之间三跨乌江，之后还跨过郁江、阿蓬江、梅江、锦江等河流，所经过的地方绝大多数是山区，长大隧道多，桥隧密度大，最长的隧道是圆梁山隧道，11公里长。渝怀铁路当初是按120公里时速的标准修建，部分区段是按140公里时速的标准，先修建单线，预留复线，一次性建成电气化线路。怀化端从2002年9月开始铺轨，重庆端从2003年2月开始铺轨，2005年4月在黔江接轨，年底进行联调联试。2006年1月开通货运列车，同年11月开通管内客车，2007年4月开通长途客车。
渝怀铁路通车初期货运列车通过重庆北站
渝怀铁路的建设掀起了重庆铁路建设的高潮，之后这十几年建成了遂渝铁路、襄渝铁路二线、兰渝铁路、宜万铁路、渝利铁路、成渝高铁、渝万客运专线、渝贵铁路、黔常铁路、郑万高铁，还有在建的渝昆高铁、渝湘高铁和准备开建的西渝高铁，重庆已经成为西南地区重要的铁路枢纽。
渝怀铁路在2007年全面开通后很快就饱和，所以增建二线也提上了议事日程，重庆北到涪陵段在2013年建成复线，剩余的路段也在2020年全部建成复线，运输能力是单线的三倍。渝怀铁路的建成极大地带动了沿线的发展，方便了沿线居民的出行。
渝怀铁路两昌河特大桥
乘坐渝怀铁路的列车跨过乌江
乘坐列车经过秀山
虽然现在在建设渝湘高铁，以后客运很多会选择高铁列车，渝怀铁路以后是以货运为主，但是仍然需要保留足够对数的普速客车满足中低收入者的出行需求。
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