东起湖南省株洲市，西到贵州省贵阳市，全长905公里。共有车站108个。
湘黔铁路，自京广线上的田心站出岔，经湘潭、娄底、新化、烟溪、溆浦、怀化、新晃、玉屏、镇远、施秉、凯里至贵定与黔桂线接轨。从贵定站到贵阳站与黔桂线共轨。湘黔铁路从1937年12月起从田心站开始施工，到1939年4月，只修通了田心站至湘潭东站（原名板塘铺站）、湘潭站至涟源站（原名蓝田站）两段，因湘江大桥未建成，这两段未能接通。后因日本帝国主义西侵将钢轨拆除。抗战胜利后，田心至湘潭东恢复通车。1953年6月重新修建，1954年1月湘江大桥建成后，田心至湘潭站通车；1961年12月铺轨至金竹山站；1962年4月办临时运营，1966年正式运营。其余各段于1962年停工。1970年9月从金竹山站往西恢复施工，1972年5月铺轨至大龙站；1973年6月正式运营。1974年11月自大龙站铺轨至贵定站与黔桂线接轨。至此，从株洲站至贵阳站全长905公里全线通车，并于1975年1月正式运营。湘黔线的通车，使西南地区多了一条通道，大大缩短了西南地区与湖南省以至华东地区的距离。
湘黔铁路东起于湖南株洲，经湘潭、湘乡、娄底、涟源、冷水江、新化、溆浦、怀化、芷江、新晃进入贵州，再经玉屏、镇远、凯里、贵定、龙里等市、县，西止于贵州贵阳，全长 902公里，其中贵定至贵阳段与黔桂线并轨，贵州境内大龙至贵定段长 276.3公里，设30个车站。湘黔铁路蜿蜒于武陵山和苗岭的群峰深谷中，贵州境内大龙至贵定段有隧道及明洞185座，总延长71800米，大中小桥梁183座，总延长28780米。该路 1958 年至1960年曾两次上马两度停工，1970年9月复工后，于 1972年10月建成通车。湘黔铁路原按1级干线、内燃机牵引设施建造，1988年12月贵州境内贵阳至玉屏段完成电气化改造后，玉屏至贵定段年通过能力由原来的1050万吨增至1780万吨，提高了1.7倍，贵定至贵阳南段年通过能力由原来的970万吨增至2210万吨，提高了2.28倍。湘黔铁路在湖南怀化与枝柳铁路交叉，在株洲与京广、淅赣铁路相接，该路的建成通车，不仅增加了西南地区通往东部沿海地区的通道，而且缩短了云、贵、川三省到中南、华南、华东地区部分省市的距离，对西南地区经济建设和国防建设都具有重要意义。
沿途省份和主要城市
湖南：株洲、湘潭、娄底、怀化
贵州：凯里、贵阳
站点和里程
城市名 距起点距离
贵阳 0
龙里 41
贵定 79
福泉 117
凯里 184
施秉 234
镇远 278
玉屏 342
怀化 458
溆浦 559
新化 681
娄底 775
湘潭 875
株洲 905
