青藏高原交通闭塞，物流不畅，高原人只能长期固守自给自足的庄园经济。直至1949年，整个西藏仅有1千米多便道可以行驶汽车，水上交通工具只是溜索桥、牛皮船和独木舟。美国现代火车旅行家保罗·索鲁在《游历中国》一书中写道：“有昆仑山脉在，铁路就永远到不了拉萨。”20世纪50年代，中共中央决策：要把铁路修到拉萨。
1956年开始，原中华人民共和国铁道部第一勘测设计院即对从兰州到拉萨的2000余千米线路进行了全面的勘测设计工作。
1973年，时任中共中央主席的毛泽东在接待来访的尼泊尔国王比兰德拉时表示，要加快修建青藏铁路。
1984年，青藏铁路西宁至格尔木段建成通车。
1994年7月，中共中央、中国国务院召开第三次西藏工作座谈会。会上再次提出修建进藏铁路，并得到了时任中共中央总书记江泽民总的肯定。会后转发了座谈会纪要，明确提出“抓紧做好进藏铁路建设前期准备工作”。
1995年，原中华人民共和国铁道部开始组织进藏铁路的论证工作。
1996年，中国第八届全国人大四次会议通过的《关于国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》提出：下个世纪前10年进行进藏铁路的论证工作。
2000年11月，时任中共中央总书记江泽民对建设青藏铁路作了重要批示。
2000年12月，原中国国家计委在京召开青藏铁路汇报论证会，正式向中国国务院上报青藏铁路项目建议书。
2002年5月，青藏铁路冻土试验全面铺开。
2003年3月，青藏铁路铺轨穿越昆仑山隧道。
2003年6月，世界海拔最高的唐古拉山车站开工。
2003年8月，青藏铁路铺架工程成功通过可可西里无人区。
2004年5月，青藏铁路建设形成整体推进态势。
2004年7月，青藏铁路正线铺轨450千米。
2005年8月，青藏铁路全线路基、隧道、桥涵等线下工程基本完成。
青藏铁路公司开通豪华旅游专列，途经青海湖、昆仑山、可可西里、三江源、藏北草原、布达拉宫等世界著名的景区景点。
青藏铁路4趟列车编组为2节软卧，每节软卧定员32人，共64人；硬卧8节，每节定员60人，共480人；4节硬席，每节定员98人，共392人，且比普通硬座车座位要宽。这样算下来，每列列车共定员936人。
根据青藏铁路的气候、环境和雪域高原风光，青藏铁路旅游观光列车的整体设计既体现了现代化、舒适性，又在技术上重点解决了适应高原自然环境和恶劣气候的运营条件。首先是满足供氧要求：列车采用弥散式供氧与分布吸氧相结合的方式，在整体上既提高了车内氧气含量，又保证了旅客补充吸氧的需要；其次是满足环保要求：全封闭式的车厢内，装有废物、废水和垃圾回收装置；三是列车在电气和非金属材料等的选用上，满足了青藏高原特殊环境的要求。
青藏铁路旅游观光列车是中国国内最先进的，卧车设有带洗浴设施的包房，餐车提供餐饮服务。观光车上有宽敞的玻璃、舒适的座椅，客车内部装饰既豪华现代，又充分展现青藏地区的民族风情，旅客可以尽情观赏沿线风光。车内除配备供氧设备外，还预备配置医务人员、器械及药品，建立游客生命保障系统。建成后的青藏铁路还将使用红外线监控系统，在高原地段做到无人值守，保持全天候通车。还将启动垃圾集纳系统和垃圾收集专列，将沿途产生的生活垃圾集中运到拉萨或格尔木进行处理。开通后的列车在一般路段的速度将达到每小时120千米，从格尔木至拉萨的乘车时间不会超过12小时。
青藏线大部分线路处于高海拔地区和“生命禁区”，青藏铁路建设面临着三大世界铁路建设难题：千里多年冻土的地质构造、高寒缺氧的环境和脆弱的生态。
西藏自治区的安多县是一个重要的地理分界点，由此往北上溯550公里，是青藏高原的连续多年冻土地带。青藏铁路穿过冻土区有 550 公里，真正的较深的冻土地段近 400 公里。
冻土在冻结状态下体积膨胀，到夏季则冻土融化体积缩小。在这两种现象的反复作用下，道路或房屋的基底就会出现破裂或者塌陷。青藏高原纬度低、海拔高、日照强烈、地质构造运动频繁，其多年冻土的复杂性和独特性举世无双。
20世纪50年代初期，中国政府最初提出修建青藏铁路。当时成立了冻土大队，奔赴高原研究冻土问题，这其实也就是现在中国科学院寒旱所的前身。那时对冻土的认识还非常浅，也没有什么新方法、新技术。青藏公路修建于上世纪50年代，当时只是采用了将路基加高到一定的合理高度，以减少路面热扰动对冻土层的影响这一最简单的方法。——虽然后来青藏铁路工程上一波三折，但中国科研者对青藏高原冻土的研究却没有停止过，建设之前有中科院冻土工程国家重点实验室青藏高原研究基地。
世界上在冻土区修筑铁路已有近百年历史，但因难度大，很多问题尚未解决。在俄罗斯，20世纪70年代建成的第二条西伯利亚铁路1994年调查的线路病害率达27．5%，运营近百年的第一条西伯利亚铁路1996年调查的线路病害率为45%。在我国，青藏公路1990年调查的病害率为31．7%，东北地区多年冻土区铁路病害率达40%。
青藏铁路要穿越连续多年冻土区550公里，不连续多年冻土区82公里，其中平均地温高于－1．0℃的多年冻土区275公里，高含冰量多年冻土区221公里，高温高含冰重叠路段约134公里。在这一地区施工，至少要考虑两个因素，一方面，全球变暖带来的气温升高，会使冻土消融，另一方面，人类工程活动会改变冻土相对稳定的水热环境，使地下水位下降，土壤水分减小，导致植被死亡等，将涉及更大面积的冻土消融。——青藏铁路成败的关键在路基，
路基成败的关键在冻土，冻土的关键问题在融沉。这是冻土研究专家的共识。
为了攻克冻土难题，自青藏铁路开工建设以来，铁道部高度重视青藏铁路冻土攻关难题，先后安排了上亿元科研经费用于冻土研究，并组织多家科研院校的专家，对青藏铁路五大冻土工程实验段展开科研攻关，获得了大量科研数据和科研成果。青藏铁路冻土攻关借鉴了青藏公路、青藏输油管道、兰西拉光缆等大型工程的冻土施工经验，并探讨和借鉴了俄罗斯、加拿大和北欧等国的冻土研究成果。中国科学家采取了以桥代路、片石通风路基、通风管路基（主动降温）、碎石和片石护坡、热棒、保温板、综合防排水体系等措施，冻土攻关取得重大进展，青藏铁路的冻土研究基地已成为中国乃至世界上最大的冻土研究基地。
青藏铁路海拔4000米以上的地段占全线85%左右，年平均气温在0℃以下，大部分地区空气含氧量只有内地的50%-60%。高寒缺氧，风沙肆虐，紫外线强，自然疫源多，被称为人类生存极限的“禁区”。
为了战胜高寒缺氧的恶劣环境，保障铁路建设者的生命健康。铁道部、卫生部在中国工程建设史上第一次联合下文，对医疗卫生保障专门作出详细规定，并投入近2亿元，在全线建立医疗卫生保障点。建立健全了三级医疗保障机构。铁路沿线共设立医疗机构115个，配备医务人员600多名，职工生病在半小时内即可得到有效治疗。对职工进行定期体检，安排职工到低海拔地区轮休。青藏铁路在关注建设者的生命健康方面也创造出了许多新纪录。青藏铁路开工以来，累计接诊病人45.3万多人次，治疗脑水肿427例，肺水肿841例，无一例死亡，创造了高原医学史上的奇迹。
青藏铁路沿线的所有重点施工段，基本配有高压氧仓等先进设备，有效地解决了建设者缺氧困难。青藏铁路也是民工待遇最高的铁路工程项目之一，铁路部门投巨资对民工管理实行三统一：“统一生活、统一居住、统一饮食”；第一次规定民工日最低工资，对民工实行免费医疗保障。
著名的风火山隧道，开始施工时工人吃不消，后来请专家来，在当地建立供氧站，山洞里采用弥漫式供氧（达到海拔3千多米那种氧气程度），外面还有吸氧吧以恢复体力（达到低海拔那种氧气程度），最终克服问题。
青藏铁路穿越了可可西里、三江源、羌塘等国家级自然保护区，因地处世界“第三极”，生态环境敏感而脆弱。对此，青藏铁路从设计、施工建设到运营维护，始终秉持“环保先行”理念，如为保障藏羚羊等野生动物的生存环境，铁路全线建立了33个野生动物专用通道；为保护湿地，在高寒地带建成世界上首个人造湿地；为保护沿线景观，实现地面和列车的“污物零排放”；为改善沿线生态环境，打造出一条千里“绿色长廊”。这些独具特色的环保设计和建设运营理念，也使青藏铁路成为中国第一条“环保铁路”。
为了保护高原湛蓝的天空、清澈的湖水、珍稀的野生动物，国家环保总局、国土资源部、铁道部在铁路开工前，组成联合专家组对沿线生态环保工作深入调研，制定了具体的环保措施，并专项预算10多亿元用于生态环保工程。青藏铁路建设全程监控，仅环保投入就达20多亿元，占工程总投资的8%，是中国政府环保投入最多的铁路建设项目，并在全国工程建设中首次引进环保监理，首次与地方环保部门签订环境保护责任书；在铁路建设史上首次提出“创质量环保双优”的目标；首次为野生动物开辟迁徙通道，位于可可西里国家级自然保护区的清水河特大桥，就是青藏铁路专门为藏羚羊等野生动物迁徙而建设的。
在自然保护区内，铁路线路遵循“能绕避就绕避”的原则进行规划。施工场地、便道、砂石料场都经过反复踏勘，尽量避免破坏植被。对植被难以生长的地段，施工时采用逐段移植；对自然条件稍好的地段，则进行人工培植草皮。
青藏铁路经过可可西里和羌塘两个国家级自然保护区。为保护野生动物，铁路沿线修建了25处野生动物迁徙通道。青藏铁路建设总指挥部的电子监测证实，大批藏羚羊通过铁路沿线的野生动物通道自由迁徙。环保总局等部门的调查表明，青藏铁路开工建设以来，沿线冻土、植被、湿地环境、自然景观、江河水质等，得到了有效保护，青藏高原生态环境未受明显影响。
创造了多个世界之最：最高的火车站，最高的的铺架基地，最长的高原冻土隧道，最高的高原冻土隧道，最长的高原冻土铁路桥，线路最长的高原铁路，海拔最高的高原铁路，高原冻土铁路最高时速，冻土里程最长的高原铁路。
青藏铁路建设的过程中，创造的西藏公路运输史上的多项纪录。
一、青藏铁路是世界海拔最高的高原铁路：铁路穿越海拔4000米以上地段达960千米，最高点为海拔5072米。
二、青藏铁路也是世界最长的高原铁路：青藏铁路格尔木至拉萨段，穿越戈壁荒漠、沼泽湿地和雪山草原，全线总里程达1142千米。
三、青藏铁路还是世界上穿越冻土里程最长的高原铁路：铁路穿越多年连续冻土里程达550公里。
四、海拔5068米的唐古拉山车站，是世界海拔最高的铁路车站。
五、海拔4905米的风火山隧道，是世界海拔最高的冻土隧道。
六、全长1686米的昆仑山隧道，是世界最长的高原冻土隧道。
七、海拔4704米的安多铺架基地，是世界海拔最高的铺架基地。
八、全长11.7千米的清水河特大桥，是世界最长的高原冻土铁路桥。
九、建成后的青藏铁路冻土地段时速将达到100千米，非冻土地段达到120千米，这是火车在世界高原冻土铁路上的最高时速。战略意义编辑
青藏铁路全线贯通，对改变青藏高原贫困落后面貌，增进各民族团结进步和共同繁荣，
促进青海与西藏经济社会又快又好发展产生广泛而深远的影响。有利于促进西藏在工业、旅游业等产业的发展，优化西藏的产业结构，实现中国地区经济的平衡、协调发展；有利于西藏矿产资源的开发，发挥资源优势；有利于降低进出西藏货物的运输成本，提高经济效益；有利于西藏的对外开放，加强与其他地区及国外的经济交流与合作；有利于西藏市场机制的发育和人们市场意识的增强，促进经济的发展；有利于西藏人民生活水平的提高和全国人民的共同富裕。有利于促进中国各民族的共同繁荣，进一步巩固平等团结互助的新型民族关系；有利于中国边疆的稳定和国防的加强；有利于少数民族人民当家作主地位的体现和国家政权的巩固。
在2006年青藏铁路全线开通以前，西藏自治区是中国唯一不通铁路的省级行政区。
交通运输设施的落后，已经严重制约了这一地区经济、社会的发展，使之成为中国主要的贫困地区之一。随着西部大开发的实施，运往西藏的物资大幅度增加，西藏原有的以青藏公路为主体的运输通道无论从运能、运量上，还是从运输的快捷、方便上，都远远不能满足经济发展的迫切要求。建设青藏铁路，是克服的交通“瓶颈”，加快青海、西藏两省区经济发展，促进西部大开发的客观需要，修建青藏铁路已是势在必行。
青藏铁路一期工程（西宁至格尔木段）建成运营以来，已成为开发青海柴达木盆地及推动青、藏两省区经济发展的主要交通线路。它促进了青海钾肥厂、锡铁山铅锌矿、青海铝厂、青海油田、格尔木炼油厂、茫崖石棉矿和龙羊峡、李家峡两座大型水电站等一大批大中型项目的建设和发展，
为青海460万各族人民脱贫致富和现代化建设打下了坚实的基础；同时也为西藏的开发发挥了重要作用，2012年进藏物资的85%以上都要通过格尔木来转运。续建青藏铁路，将极大地提高综合运输能力，从根本上改善两省区的交通条件和投资环境。
建设青藏铁路，将完善路网布局，并一举实现西藏自治区的立体化交通。从路网布局看，西藏是一片空白，不仅如此，西藏与青海、青海与新疆均无铁路相连，青藏铁路纵贯青海、西藏两省区，是沟通西藏、青海与内地联系的具有战略意义的通道，也是西部腹地路网骨架的重要组成部分，更是今后建设区内路网的骨干铁路。同时，青藏铁路的建成通车，将形成铁路、公路和航空的立体化交通，彻底解决“进藏难”、“出藏难”的问题。
建设青藏铁路，对青、藏两省区的经济发展提供更广阔空间，使其优势资源得以更充分发展。同时，无论是国家巨额的投资，还是建设铁路所需的大量人力、物力，都将直接拉动青海、西藏两省区的经济发展，并促进其产业结构的合理调整，加快城镇化和工业化、现代化的进程，实现“跳跃式”的发展。
建设青藏铁路，还是开发青海、西藏两省区丰富的旅游资源，促进两省区经济可持续发展的需要。青藏铁路沿线的旅游资源是世界独一无二的，1991年至1998年，进藏旅游的客运量增长率平均高达18.7%，而且仍在高速增长之中，但落后的交通状况已严重制约了旅游的进一步发展。铁路的修建，必将吸引越来越多的海内外游客，促进青海、西藏两省区的旅游事业飞速发展，使之成长为新的经济增长点，并有可能成为两省区国民经济的支柱产业之一。
建设青藏铁路，更是改变西藏不合理的能源结构，从根本上保护青藏高原生态环境的长远需要。青藏铁路开通后，75%的进出藏物资将由铁路承担，从而改变以往公路运输运距长、运费高、损耗大的缺点。发挥青藏铁路的作用，打造成国内一流的物流中心。加紧研究青藏铁路通车运营后给西藏经济社会生活各方面带来的深刻影响，用全新的思路谋划发展，最大限度地挖掘青藏铁路的巨大发展潜力，最大限度地发挥青藏铁路的强大辐射作用，使青藏铁路更好地为促进西藏经济社会发展、造福西藏各族群众，努力将那曲物流中心打造成国内一流的物流中心。西藏有丰富的旅游、矿产、水利等资源，青藏铁路的建成和通车，便利了游客进藏和西藏的资源开发，对于扩大旅游创汇、资源开发利用有重大的意义。
所以修建铁路首要的目的就是要为西藏的经济社会发展提供一个强大的运力支持，同时这一条铁路建设也可以进一步增加内地和西藏紧密的联系和交流，增强民族团结，保卫国土安全。
青藏在中国的地理位置，它处于中国的西南边陲，与印度、巴基斯坦等国接壤，地理位置十分重要。
在各国中，印度对于青藏铁路的关心超乎寻常。青藏铁路的建成运行“极大地提高了中国的军事机动及后勤供给能力”， “它可以使中国政府每年向西藏运送500万吨物资，也可以在一个月内运送多达12个陆军步兵师”。青藏铁路将极大地增强中国对印度的军事进攻能力，便于中方运输中程导弹等。青藏铁路的建成使得西藏与中国内地的联系更紧密，由此而产生的连锁反应很可能是尼泊尔和孟加拉国“进一步向中国靠拢”，整个南亚次大陆的地缘战略形势届时都将受到深刻影响。
青藏铁路正式通车对尼泊尔人来说也非常重要。 青藏铁路通车可以使中国内地主要城市与尼泊尔贸易的陆路运输时间从12至18天缩短到一周以内。尼泊尔政府最盼望的，是青藏铁路未来能通到尼泊尔。青藏铁路的通车，尤其将推动尼泊尔落后的北部山区的经济发展，未来尼政府可能会在这些地区设立边贸特区，使其变成尼经济起飞的一个增长点。 青藏铁路将帮助尼泊尔更独立自主地出现在世界政治舞台上。
建设青藏铁路，也是加强国内其他广大地区与西藏联系，促进藏族与其他各民族的文化交流，增强民族团结的需要。修建进藏铁路，从政治、军事上看是十分必要的，从发展旅游、促进西藏地区与内地的经济文化交流看也是非常有利的。江泽民指出，建成后运行初期可能要给一些补贴，但从长远观点看拿出这些钱是完全值得的。他说，“无论从经济发展、政治稳定和国防安全，还是从促进民族团结，更有力地打击达赖集团的民族分裂主义活动考虑，我们都应该下决心尽快开工修建进藏铁路”。
2016年6月，开通10年，25日上午青藏铁路运营十周年学术研讨会在拉萨开幕（主要探讨运营管理），此后的7月1日有大量报道，是一时热点。
青海日报《天路架起雪域金桥——写在青藏铁路通车十周年之际》介绍：通车以来，已成为拉动区域经济社会发展的强大“引擎”，在西部路网中的纽带作用日益凸显。提高了出青、出藏商品的价格竞争力，创造了良好的经济效益，促进了绿色农牧业、特色藏药业、民族手工业等特色产业的发展。——大大缩短了雪域高原与内地的距离，对加快青藏两省区经济社会发展、推动经济转型升级、打造旅游升级版、促进农牧民增收致富、建设大美青海和美丽西藏、增进民族团结和巩固边防做出了不可替代的贡献。——数据显示，自青藏铁路通车后的2006年至2015年，青海省GDP由641亿元增长到2417亿元，西藏自治区GDP由342亿元增长到1026.39亿元，年均增速均保持在10%以上。尤其是2015年，西藏自治区GDP突破千亿元大关，增长11%，增速位居全国第一，是青藏铁路通车前的4倍。
运用高新技术构建安全之路，管内干线全部使用分散自律式CTC调度集中系统，支线采用TDCS列车调度指挥系统，实现了运输调度指挥和管理的远程化、信息化、智能化。格拉段的45个车站中有38个实现了无人值守，最大限度地减少了作业人员。
国家环保总局在对青藏铁路多次检查后得出这样的结论：青藏铁路开通至今，沿线冻土、植被、湿地、自然景观、江河水质等都得到了有效保护，青藏高原生态环境没有受到明显影响。
全面实施“宜乔则乔、宜灌则灌、宜草则草”的沙害治理和“绿色天路”工程，铁路沿线绿化长度目前已达805公里，绿化面积775万平方米，占总里程的41%。
中青在线《一条震惊世界的高原铁路 ——青藏铁路通车10周年记》报道：开通10年来，青藏铁路在冻土地区的运行速度始终保持在100公里/小时，远远超过世界同类铁路40公里/小时的平均速度。而藏羚羊的数量，也从铁路开通前的5万只增长到现在的30余万只。
青藏铁路通车10年，已经成为高原和内地客货交流的重要通道，为高原发展打开新局面。
今年前五个月，到西藏旅行的国内外游客达到330多万人，同比大增近30%，他们中不少是坐着火车来的。
青藏铁路的开通，为西藏很多地区带来了发展的新模式。在林芝，越来越多的游客，让当地放弃粗放的农牧业，专注于生态旅游。在工布江达县林则村，当地百姓主动给猴子让出163亩土地做活动场所，猴群由2003年的几百只，发展到现在的2800多只。
坐着火车到拉萨，再驶上高等级的拉林公路，仿佛走进了绿色的长廊。有了旅游收入，近几年，当地投入近4亿元修复生态。经济发展步入良性轨道。
下一步，青藏铁路网也将更加完善，已经展开规划研究的川藏铁路、去年开工的拉林铁路，都将让青藏高原加快融入全国经济体系。
青藏铁路被列为“十五”四大标志性工程之一，名列西部大开发12项重点工程之首。国外媒体评价青藏铁路“是有史以来最困难的铁路工程项目”，“它将成为世界上最壮观的铁路之一”。
青藏铁路推动西藏进入铁路时代，密切了西藏与祖国内地的时空联系，拉动了青藏带的经济发展，被人们称为发展路、团结路、幸福路。这条神奇的天路犹如吉祥哈达，载着雪域儿女驶向发展和幸福之园。
青藏铁路西格段为双线电气化铁路，格拉段为单线非电气化铁路，被誉为“天路”。青藏线起于青海省西宁市，途经格尔木市、昆仑山口、沱沱河沿，翻越唐古拉山口，进入西藏自治区安多、那曲、当雄、羊八井、拉萨。全长1956公里，是重要的进藏路线，是世界上海拔最高、在冻土上路程最长的高原铁路，是中国新世纪四大工程之一，2013年9月入选“全球百年工程”，是世界铁路建设史上的一座丰碑。