从北京到广东省广州，经河北、河南、湖北、湖南、广东五省。长2 324公里。北段（北京至武汉汉口）原名京汉铁路（解放前曾一度称平汉铁路），1898年动工，1906年筑成；南段（广州至武汉武昌）原名粤汉铁路，1906年动工，1936年筑成。1957年武汉长江大桥建成后，两路接轨，改称今名。全线纵贯海河、黄河、淮河、长江、珠江五大流域，并联接京哈、京承、京沪、京九、京原、京包、石太、石德、陇海、汉丹、浙赣、湘黔、湘桂、广九、广茂等铁路。是纵贯中国南北交通大动脉、全国铁路网的纵向主轴。