1952年11月，铁道部衡阳铁路局黎(塘)湛(江)铁路勘测队奉命扩充为第16总队，全面开展黎湛铁路工程的测量设计工作。1953年12月29日，国家建委正式批准黎湛铁路建设计画，并确定黎湛铁路的主要走向，全长315.8公里。1954年9月21日，粤西区委黎湛铁路筑路委员会成立，刘田夫任主任。9月25日，黎湛铁路正式动工，解放军铁道兵部队和两广沿线10多万民工同时在300多公里的铁路上筑路。1955年7月1日，黎湛铁路全线建成通车，是日，人民解放军铁道兵部队和华南备界代表在湛江南站广场举行庆祝大会，铁道兵司令员王震出席了大会。7月4日，国务院副总理、国防部长彭德怀发来电报表示祝贺。
黎湛铁路是我国南北铁路大通道大湛通道的组成部分，是河湛茂地区、海南省及沿线地区与内地客货交流的重要铁路通道，是广东湛江港的重要集疏通道，是我国西部地区重要的出海通道;河茂铁路连线黎湛铁路及广茂铁路，是广东、广西两省区客货交流的主要通道，同时也是西南地区与港澳地区客货交流重要铁路通道的组成部分。既有黎湛铁路位于广西东南部和广东西南部地区，1956年正式运营，1998年底完成黎塘至河唇段复线改造，2009年完成河唇至湛江段复线改造。线路自湘桂铁路的黎塘车站引出，向东南方向途经广西的贵港、玉林，广东省的廉江、遂溪等县市，终至湛江市，线路全长318公里(广西境内231公里，广东境内87公里)。河茂铁路1959年正式运营，东接三茂铁路(今广茂铁路)，线路西接黎湛铁路，途经河唇、化州、茂名等镇市，全长61公里。
黎湛铁路河湛段全长62.7公里，总投资(含征地款)约10亿元，按国家一级铁路标准建设，于2005年11月25日开始动工，旅客列车设计时速每小时140公里，预留建设160公里时速条件，建设工期预计两年。由于征地原因，工期一拖再拖。但终于在2009年5月8日完工了。工程完工后，全线年通货能力从原来设计的1800万吨，增加到4000万吨。湛江港通往大西南的铁路运输"瓶颈"将从根本上得到解决。
2014年12月23日， 黎湛铁路 电气化改造暨玉林站房改造工程 开工动员大会在玉林市举行，工程计画于2016年竣工。
黎湛铁路电气化改造工程包含黎湛铁路、河茂铁路两部分，总投资34.3亿元。玉林站房改造后总面积将达到17800平方米，投资15572万元。黎湛铁路电气化改造工程主要工程有黎塘站(含)至湛江站(含)、河唇站(不含)至茂名站(含)段电气化挂网，根竹至玉林段提速改造，平改立及相关工程以及路基病害整治等工程。黎湛铁路全线共设车站23座，为双线电气化国家I级铁路，设计行车速度为根竹至玉林段提速改建地段160公里/小时，其余维持既有(100公里/小时)，牵引质量4000吨。河茂铁路全线共设车站6座，为单线电气化国家I级铁路，设计行车速度维持既有80公里/小时。工程于2014年年底开工建设，项目总工期24个月，计画2016年竣工。项目远景年输送能力为客车45对/日、货运量6000万吨/年。
黎湛铁路电气化改造与玉林站房改造工程完工后，可实现玉铁铁路电气化开通，促进区域铁路电化成网，统一与周围相关线路的牵引种类，最佳化运输组织结构，提高运输效率，改造玉林站区环境，实现玉林市开行动车经根竹上线南广铁路运行，朝自治区"市市通动车"目标迈出重要的一步，对加快广西及西南地区经济发展具有重大而深远的意义。
2012年1月4日，铁道部以铁计函[2012]5号文批覆了黎湛铁路电气化改造工程项目建议书。根据批覆，黎湛线自广西黎塘经贵港、兴业、玉林、陆川、博白、广东河唇、廉江、遂溪至湛江全长318公里。主要技术标准:黎湛线为I级双线，限制坡度6%，最小曲线半径保留600米，到发线有效长850米，电力牵引，自动闭塞。项目投资估算21.5亿元。
电气化改造2014年12月23日，黎湛铁路电气化改造工程开工。
开通动车2015年4月23日，玉林站临时过渡站房启用;;2016年9月30日，新站房建成投入使用。
2016年5月17日南宁铁路局玉林工务段工作人员在铁道上运用起道机进行捣固作业。
2016年12月30日，动车来了!这是710万玉林人民翘首以盼的大事，无数人为之欢欣鼓舞。
激动的背后，是无数人的默默付出。为了圆梦，他们，贡献出了所有的力量!
2017年1月14号9时19分，D8382次动车组列车缓缓驶入兴业站，标志著兴业也正式迈入动车时代。!
2017年12月28日，黎湛铁路电气化改造工程(广东段)项目竣工，黎湛铁路实现全线电气化运行。
2016年12月30日7时22分，由南宁东开往玉林的D9681次列车从南宁东站驶出，标志著"岭南都会"玉林正式迈入动车时代，成为广西第12个开行动车组列车的设区市。
动车时刻表"伪动车"释疑:南宁铁路局总工程师黄一宁说，玉林之所以能开通动车，是借助于贵港至玉林段黎湛铁路扩能改造。施工前，有关部门曾就选择160公里/小时、200公里/小时、250公里/小时等时速进行对比。"160公里/小时与200公里/小时相比，动车运行时间只相差几分钟，但造价却相差10多亿元。"黄一宁说，通过造价、时间等方面的综合比较后，最终确定了按160公里/小时的设计时速进行改造建设。
远期可开往广东方向:目前玉林动车在贵港火车站是经过普速列车站场(贵港火车站有普速列车和高铁两个站场)。下一步，将对贵港火车站站场进行改造，让玉林动车能在贵港行驶上高铁站场，从玉林开出的动车在贵港中转后就可以开往广东方向了。
黎湛铁路铁路通车后，湛江地区工商企业发展迅速，湛江港已成为南方水陆运输的一个重要枢纽，对促进外贸起著显著的作用。黎湛线是联系两广地区的铁路干线，也是川、滇、黔、桂物资经湛江港出口的重要运输线。途中至贵港站同内河港口贵港相接，经水路西通南宁，东达梧州、广州、香港。广西境内沿线设24个车站。