1958年，蘭新鐵路在新疆境內破土動工，翻開了新疆鐵路建設史上的嶄新一頁。1959年12月31日，蘭新鐵路通車到新疆的東大門——哈密。1962年12月10日，蘭新鐵路修到了邊城烏魯木齊。從此，鐵路成為新疆經濟發展的命脈，也成為疆內各族人民與內地往來最重要交通工具。

　　20世紀80年代，在黨中央、國務院的高度重視和鐵道部、自治區的關懷支持下，先后于1984年、1990年、1994年又修通了吐魯番至庫爾勒的南疆線、烏魯木齊至阿拉山口的蘭新線西段和蘭新復線，完善了新疆的路網格局，對推進新疆的改革發展發揮了火車頭的作用。蘭新鐵路西段溝通了我國連云港至鹿特丹的世界第二座亞歐大陸橋，烏魯木齊成為我國對中亞、西亞、東歐開放的前沿。蘭新復線的建成更改變了運輸能力不足，進出疆物資受阻的被動局面，對國家經濟發展的戰略重點西移，促進西部地區經濟發展和社會穩定，發揮出重大作用。

　　黨的十五大后，鐵道部黨組高度重視新疆鐵路建設，新疆鐵路建設迎來了大建設、大發展的新時期。1996年9月6日，庫爾勒至喀什全長974.4公里的南疆鐵路西段開始興建，1999年12月6日，南疆鐵路西段交付臨時運營，鋼鐵大道橫亙天山南北，為南疆人民奔向富裕之路架起鋼鐵彩虹，給新疆經濟發展帶來新的機遇。

　　進入新世紀，新疆鐵路建設發展步伐進一步加快。2004年11月22日，鐵路第一次穿越天山腹地，新疆第一條電氣化鐵路—精伊霍鐵路開工建設，從此拉開了新疆鐵路大規模建設帷幕，新疆鐵路建設進入了黃金機遇期。2007年4月24日，吐魯番至庫爾勒二線、奎屯至北屯鐵路與烏精二線同時開工建設。2008年，精伊霍鐵路、烏精二線、吐庫二線、奎北鐵路，以及烏魯木齊至準東鐵路、喀什至和田鐵路、蘭新鐵路紅柳河至阿拉山口電氣化改造、庫爾勒至阿克蘇增建二線、庫車至俄霍布拉克鐵路項目全面鋪開，在建鐵路里程達3693公里，全年完成建設投資63.4億元。開工項目數量之多、開工速度之快、建設規模之大、建設任務之重，在新疆鐵路建設史上堪稱之最。

　　2009年，新疆鐵路在已經開工建設項目的基礎上，新開蘭新鐵路第二雙線、哈密至羅布泊鐵路、哈密至將軍廟鐵路、福海至富蘊鐵路等項目，在建項目達到了13個，刷新了我局建設史的紀錄;全年完成建設投資138億元，超年初計劃的15%，投產運營1000公里。2010年，烏魯木齊鐵路局在建項目總數達到15個，蘭新線安北到阿拉山口、南疆線從吐魯番到喀什，天上地下，立體交叉，全局既有線將全面進行電化改造;烏魯木齊樞紐、哈密樞紐、吐魯番站、庫爾勒站都將進行大規模的站場改造，南疆線平改立進入攻堅階段;克拉瑪依、石河子、和田三個地市級現代化客運站房將在年內建成，開通喀和鐵路、烏西至阿拉山口等四條線路，投產運營包括電氣化改造在內的線路達到1273公里，建設投資達到193.4億元，是“十五”期間完成投資總和的6倍多，比2008年投資計劃翻了兩番。

　　2010年6月10日，鐵道部與自治區簽署了加快新疆鐵路建設發展的會議紀要，描繪了新疆鐵路“四縱四橫”鐵路主骨架，形成新疆對外運輸的四大通道、六個口岸、完善配套四個鐵路樞紐的宏偉藍圖，又一次吹響了西部鐵路大建設的號角。四橫由準東～將軍廟～哈密～額濟納鐵路、阿拉山口～烏魯木齊～哈密～蘭州鐵路、庫爾勒～若羌～格爾木鐵路、喀什～和田～日喀則鐵路構成;四縱由阿勒泰～克拉瑪依～伊寧～阿克蘇鐵路、富蘊～準東～烏魯木齊～巴倫臺～庫爾勒鐵路、吐魯番～庫爾勒～阿克蘇～喀什鐵路、哈密～羅布泊～若羌～和田鐵路構成;四條出疆通道分別是蘭新既有線以及蘭新鐵路第二雙線通道、哈密～臨河通道、庫爾勒～格爾木通道、和田～日喀則通道;形成阿拉山口、霍爾果斯、吐爾尕特、紅其拉甫、吉木乃、塔克什肯等六個對外口岸;規劃完善烏魯木齊、哈密、庫爾勒、喀什等四個區域樞紐。到2020年，新疆鐵路營業里程將由目前的3599公里增加到1.2萬公里，覆蓋所有地市級城市和90%的縣級城鎮。通過全面推進項目規劃和建設，一個發達完善的鐵路網將展現在全疆各族人民的面前。