秦沈客运专线于1999年8月16日全面开工建设，总投资约150亿元人民币，于2003年10月12日正式开通运营。这条铁路是中国国内技术最先进的铁路，全线设计时速达到200公里或以上，并预留了250公里/小时的提速条件。
秦沈客运专线全长分为三个部分，其中山海关站至锦州南站一段（166公里）限速200km/h，锦州南站至沈阳北站一段（225公里）限速160km/h，而山海关至绥中北之间区间的线路条件更有能力进行300km/h的试验。
为了适应高速列车运行，秦沈客运专线采用了长站距的设计，全线只设有10个车站，平均约40公里设一个车站，而葫芦岛北站至绥中北站之间的距离长达60公里。秦沈客运专线的侧向通过车站全部采用38号道岔，令侧线列车通过速度高达每小时140公里，限速较旧有的12号道岔（45km/h）、18号道岔（80km/h）有相当大的提高。
中国自行研制的动车组“先锋号”及“中华之星”曾在2002年在该线进行高速测试，试验最高时速分别达292及321.5公里。目前（指2009年），商业平均运行速度约197公里/小时，并且可运行“和谐号”动车组。
2007年2月01日，秦沈客运专线并入“京哈铁路”，被称为京哈线“秦沈段”。
秦沈铁路是一条以客运为主的双线电气化快速铁路，开通伊始的列车速度即可达到160公里/小时以上，设计速度为200公里/小时，基础设施预留提速至250公里/小时（甚至更高）的条件。j经此线路从北京直达沈阳，全程只需3小时59分。