早在1973年，西延铁路就开工修建，经过长达24年的建设周期，于1997年8月全线修通并交付运营。[1]扩能改造将采用国铁I级标准，内燃机车牵引，预留电气化条件。
西延铁路与包西线、西康线、襄渝线、川黔线、黔桂线组成了西部地区南北方向的“包柳通道”，是中国铁路网主骨架“八纵八横”布局的重要组成部分。西延铁路扩能改造工程被国家发改委列为2006年第六批开工的固定资产投资的大中型项目，是陕西省铁路“脊梁骨”的关键一段，也是铁路跨越式发展战略中重点建设的十大煤运通道之一。
建设成果西延铁路全线有桥梁259座，总延长23.885千米；隧道103座，总延长59.718千米。
地理气候西延铁路位于中国西北地区东部的黄河中游，地处东经105°29′～111°15′和北纬31°42′～39°35′之间，基本地貌类型是黄土塬、梁、峁、沟、塬，是黄土高原经过现代沟壑分割后留存下来的高原面。梁、峁，是黄土塬经沟壑分割破碎而形成的黄土丘陵，或是与黄土期前的古丘陵地形有继承关系。沟大都是流水集中进行线状侵蚀并伴以滑塌、泻溜的结果。从区域组成特征看，延安以北地面切割严重，是以峁为主的峁梁沟壑丘陵区，绥德、米脂一带最为典型；延安、延长、延川是以梁为主的梁峁沟壑丘陵区；西部为较大河流的分水岭，多梁状丘陵。延安以南是以塬为主的塬梁沟壑区。洛川原是保存较完整、面积较大的黄土塬。主要是植被遭受破坏后就地起沙的结果，也和强风从内蒙古伊克昭盟搬运沙粒有关。冬、春季多强劲的西北风，使沙丘向东南移动。沙丘之间或低洼地方，分布有大小不等的湖盆滩地。滩地中部平坦，夏季水草茂盛，为重点农牧业基地。
西延铁路
沿线资源沿线资源分布广泛，但相对集中，矿产种类较齐全，但结构不尽理想；资源丰富，但总体勘查程度低，可经济开采的储量少，难以开发利用的资源量多；能源矿产具突出优势，但一些支柱性矿产短缺；除能源矿产外，金属、非金属矿产特大型、大型矿少，中小型矿多，富矿少，中低品位矿多，单一矿少，共伴生矿多。陕西属大陆性季风气候，由北向南北分厉北温带半干旱、暖温带半湿润和亚热带湿润三个气候带，南北气候差异明显。综合年平均气温13.6℃，其中陕北7—12℃，关中12—14℃，陕南14—16℃，极端最低气温—32.7℃，极端最高气温42.8℃。年平均降水量400—1000毫米，以秦巴山区为多，长城沿线较少，年平均降水量648毫米，无霜期218天(平均值)。
铁路组成西延段西延段南起陇海线新丰镇车站，北至延安北站，从1973年开始修建，至1994年7月31日全部建成。西延段全长332.972公里，其中新（丰镇）张（桥）段41公里由西安铁路局管理，钟家村（不含）至延安北段全长284公里，属国家Ⅰ级干线（单线），全线有桥梁259座，总延长23.885公里；隧道103座，总延长59.718公里；线路最大坡度为12.5‰；最小曲线半径400米；设计车站29个，已开站24个；到发线有效长度黄陵（含）以南850米，黄陵以北650米；延安等9站为色灯电锁器联锁，黄陵等15站为6502电气集中联锁；闭塞设备为64D继电半自动闭塞；牵引定数上行1700吨，下行3500吨；列车允许速度为每小时75公里。西延段设计年运输能力为1500万吨。
神延段神延段北起包神、神朔铁路的神木北站（不含），南至西延铁路的延安北站，1998年5月动工兴建，2001年4月全线铺通，2004年元月正式交付运营。神延铁路正线全长384.67公里，属国家一级干线（单线），全线桥梁249座，总延长49.506公里；隧道26座，总延长30.729公里，其中寺则河隧道长6216米，是中国在黄土地质上修建的最长隧道之一；线路最大坡度为12.5‰；最小曲线半径450米；全线设计车站35个，已开站19个，改造2个（延安北、神木北）；到发线有效长度850米；联锁设备为6502电气集中；闭塞设备为64D继电半自动；牵引定数上行1700吨，下行3500吨，列车允许速度为每小时90公里。神延段设计近期年运输能力为1420万吨。
铁路维护2003年8月，西安—延安铁路甘泉段路基被冲垮，致使火车停运。西安—延安铁路甘泉段发生山体滑坡，致使该线4762次列车晚点6个多小时。洪水又冲塌了甘泉县道镇段200多米长的铁路路基。延安去西安的火车票已经售出1000多张。因出现路障，延安火车站只得对旅客说明情况后退票，退票一直持续到第二天凌晨2点。火车不能通行，开往西安的卧铺汽车趁机提价。随后，抢修完毕，火车可正常通行。开往西安的4761次列车昨日晚间10点半也从延安驶向西安。2007年02月，西延铁路蟠桃沟大桥换梁施工过程中发生事故，导致西延铁路停运，经西安铁路局和中铁一局紧急抢修，线路故障发生后，铁路部门迅速组织人员日夜抢修，因桥梁抢修施工难度较大，西延铁路恢复通车时间推迟12个小时，通过西延铁路运行的列车：延安北—北京西T45/44次、北京西—延安北的T43/46次，西安—神木的4762次、神木—西安的4761次，以及安康—神木的4768/9、神木—安康的4767次，全部恢复通车。
改造工程经国家发改委、铁道部和陕西省批准，包西（包头——西安）铁路大通道今年开始建设。根据初步建设规划，对包西线从张桥到延安、延安到大保当共561公里进行复线建设。张桥到延安段将按照160—200公里设计时速重新修建260公里长的高标准双线；从延安到大保当301公里，按照同样标准在既有线上增建第二线。西延铁路复线建成后，延安至西安的铁路线路将增加至三条，两地最短可实现2小时直达。
延安火车站改造工程纳入包西线建设项目，根据铁道部的设计运量，按照最高出行3000人设计，站房面积将达23940平方米。工程主要包括整个站房重建，原有4条导航线增加到9条，由原来一站台、一通道增至三站台、三通道，增建无支柱雨棚，车站广场也将进行重新改造。按照计划，这座设计标准为西北地区一流的火车站预计在年内建成。延安火车站改造期间，位于阳山的延安北站将作为临时客站使用。
延安站是包西大通道重要的中间站。对延安站的改造，将按照铁道部提出的“一百年不落后”的思路规划设计。车站建设风格既要体现陕北地方风貌，又要具备最现代化的功能，而且从延安始发的列车也是中国最先进的。延安火车站改造工程完工后，在延安至北京直达列车的基础上，将积极协调开通延安至上海、延安至广州的旅客列车，使延安和东部沿海地区的联系更加紧密，对促进老区经济社会更快更好发展，将发挥重要作用。
对于西延铁路复线建设及延安火车站改造工程，延安市委、市政府及各职能部门将积极做好配合、协调、保障和服务工作，支持项目建设，全力以赴为工程建设创造良好的环境，同时本着特事特办的原则，简化审批手续，减免相关费用，使该项目能按时开工，顺利实施，按照铁道部的要求保质保量完成建设任务。
历史沿革1973年1月3日，中华人民共和国国家基本建设委员会召开会议决定，修建西安新丰镇至延安段铁路，正式定名为西延铁路，铁路全长334千米。
1991年12月26日，西延铁路建成通车。
1992年8月1日，延安站建成投运。
西安至延安铁路扩能改造工程完成后，既有西延铁路延安北至甘泉北段并入包西铁路；既有西延铁路甘泉北至钟家村段重新命名为甘钟铁路；既有西延铁路钟家村至张桥段属侯西铁路；既有西延铁路张桥至新丰镇段增建二线并划入包西铁路。
截至2004年，西延铁路自西安城东新丰镇站至延安市七里铺延安北站，正线全长334千米。
价值意义西延铁路投运27年来，拉近了延安与全国各地的距离，铺就了老区人民致富的道路。延安出产的小米、苹果等特色农产品走出黄土高原，走向世界；煤炭、石油等能源供给到全国各地。（《陕西日报》评）
线路站点设计参数
截至1989年，西延铁路的设计参数如下表所示。（西延铁路扩能改造完成后的参数请查看甘钟铁路词条）
项目参数线路等级国铁Ⅰ级正线数目单线限制坡度6‰（甘泉至延安间为12‰，双机牵引）最小曲线半径500米（困难地段可400米）到发线有效长度新坡段850米，坡延段近期450米，预留850米线路走向
西延铁路南起陇海铁路新丰镇站，北至延安北站。途经临潼区、阎良区、富平县、蒲城县、白水县、宜君县、黄陵县、洛川县、富县、甘泉县、宝塔区等11区（县）。西延铁路自新丰镇建新线趋向东北，在三家村附近越渭河建特大桥，然后接入侯西铁路张桥站至钟家村站后向北建新线，到达坡底村，地势平坦。由坡底村向北溯洛河而上，45次跨洛河至甘泉，河谷切割较深，地形陡峻，桥隧相连，深堑高边坡较多。自甘泉沿洛河支流劳川河上至洛河与延河之分水岭九燕山，穿隧而过，是为全线最高点。最后沿延河支流南川河，到延安市。坡底村至延安段桥隧总长占线路总长的38％。
