兰渝铁路是《中长期铁路网规划(2008年调整)》中以完善路网布局和西部开发性新线，渝新欧国际铁路的重要组成部分；是连接中国西南、西北之间最便捷、最快递的通道。兰渝铁路与现有的渝黔铁路相连接，是兰州到重庆至广州的南北快速铁路大干线，将成为与京广线、京沪线并列的三条南北铁路大动脉之一，也将成为西部地区连接珠三角、长三角地区的重要通道。兰渝铁路建成后，兰州与重庆的铁路运输距离将由现在的1466公里缩短至873公里，客车运行时间由现在的22小时缩短为6小时。
兰渝铁路由中国铁路总公司、重庆市、甘肃省、四川省合资建设，运营里程873公里，总投资829.16亿元，于2008年9月开工建设。兰渝铁路计划建设工期6年，后由于资金链断裂和甘肃段地质问题，建设总工期延至9年。兰渝铁路为国铁Ⅰ级双线电气化客货共线快速铁路，设计时速160-250km/h，初期旅客列车速度目标值为160km/h，四川段时速200公里。兰渝铁路重庆主城到四川广元段速度已提高到250公里/小时。兰渝铁路与西成铁路设有联络线，以实现兰渝铁路渝广段与西成铁路、渝黔铁路的无缝对接。
2015年1月1日，渭沱站--重庆北站区段正式投入运营；2015年12月30日，重庆至四川广元段正式投入运营；2016年6月28日，兰州东站--夏官营站区段正式投入运营； 2016年12月26日，甘肃岷县至四川广元区段正式投入运营。2017年国庆期间开通3对临客列车，10月20日全线开通客运。