南疆铁路二线项目工程建设规模为吐鲁番至库尔勒段双线电气化铁路全长334.1公里，其中吐鲁番至鱼儿沟、焉耆至库尔勒沿既有线增建第二线分别为96.2公里和55.4公里，鱼儿沟至焉耆新建双线182.5公里，主要技术标准为国铁Ⅰ级双线，工程总投资为85.9亿元。
新疆南疆铁路吐鲁番至库尔勒新增二线“咽喉”——中天山隧道（右线）贯通。中天山隧道长22.467公里，为全国第三长铁路隧道、新疆第一特长隧道。该工程穿越天山南麓中部，地质结构十分复杂，我国隧道建设的难题都汇聚在此。该项目由乌鲁木齐铁路局负责承建，工程由铁道第一设计院设计，中铁隧道集团施工。该项目自2007年5月开工以来，得到了国家、铁道部、新疆维吾尔自治区高度重视和大力支持。
吐鲁番至库尔勒新增双线运营里程比既有铁路缩短123.6公里，线路最高海拔从2985米降低至1480米，牵引质量从1800吨提高到4000吨，年输送能力从原来的600万吨提高到5000万吨，这条铁路的建成，对构建第二亚欧大陆桥通道，建立新的“丝绸之路经济带”具有非常重要的意义。
2014年12月28日12时，由和谐电力机车牵引的57201次货物列车从新疆吐鲁番火车站驶向库尔勒，这标志着新疆铁路吐（鲁番）库（尔勒）二线正式开通运营，同时也标志着新疆铁路重要干线——南疆铁路正式进入电气化时代。
2015年2月1日上午9点01分，随着乌鲁木齐火车南站开往喀什站的K9786次列车缓缓驶出，南疆铁路吐鲁番至库尔勒二线正式开办客运业务。吐库二线的开通不仅缩短了时间，也减降低票价，实现了旅程更短、票价更低的目标 。
吐鲁番至库尔勒间行运营里程为457公里，吐库二线开办客运业务以后行运营里程缩短为334公里，减少了123公里。现运行的7对旅客列车往返增加和硕、马兰客运停站，取消和静客运停站 。
（2015年）6月2日,南疆铁路吐鲁番至库尔勒增建第二线全面开通运营。南疆铁路吐鲁番至库尔勒增建第二线于2007年5月开工建设，是国家“十二五”铁路规划重点项目，该项目位于新疆吐鲁番地区和巴音郭楞蒙古自治州，全长约334公里，为Ⅰ级双线电气化铁路，是目前南疆地区通往北疆地区和内地的重要铁路通道 。移动图片 南疆铁路库阿二线自2008年年底开始修建，横跨新疆巴音郭楞蒙古自治州与阿克苏地区，全长526.9公里。线路等级为国家I级双线预留电气化铁路、自动闭塞，设计行车时速为160公里。库阿二线开通运营后，南疆铁路库尔勒至阿克苏段运能较以往增长一倍以上，极大地提升了 “新丝绸之路经济带”南部铁路运能。
