從個別線路到大面積提速
1978年鄧小平訪問日本考察新幹線時說：「像風一樣快，我們現在很需要跑！」當時，新幹線時速已達200公里以上，而中國旅客列車的平均時速僅為43公里。
除了擴大鐵路網，增加鐵路產能以提升速度為發展戰略，最徹底最快速的方法當然是引入國外現有的高鐵技術，即所謂「造不如買，買不如租」的說法，亦是海外不少國家的一貫做法。然而中國卻選擇去走一段摸索的日子，在全面興建高鐵之前，就先以舊線改造提升，即所謂的「提速」。
1994年中國鐵路旅客列車平均時速只有48.3公里，遠遠落後於其他先進國家。為了提高鐵路在運輸市場中的競爭力、擴大運輸能力，1996年4月1日，滬寧鐵路率先開行中國第一列快速旅客列車「先行號」，開創了中國在既有線提速的先河。
1998年5月，廣深鐵路電氣化提速改造完成，廣深鐵路率先使用由瑞典租賃的X2000擺式高速動車組，設計最高時速為200公里，實際運行時速160公里，被視為既有線改造踏入高速鐵路的開端。廣深鐵路因而被譽為中國高速鐵路成長、成熟的「試驗田」。
2002年通車的「秦沈客運專線」（現為「京哈高鐵」的一部份）已達到時速200-250公里，是為中國第一條高速鐵路。同年「中華之星」電力動車組在秦渖客運專線創造了時速321.5公里的紀錄，當時被稱為「中國鐵路第一速」。
在改造個別線路時累積的寶貴經驗，為技術的大幅推廣提供基礎。1997年4月1日，中國實施第一次鐵路大面積提速（簡稱「大提速」），之後進行六次鐵路大提速，列車速度普遍有了很大的提高。
第一次大提速：1997年4月1日，京廣、京滬、京哈三大干線全面提速，最高時速140公里、平均運行時速90公里，全國旅客列車平均時速提升到時速54.9公里。增加直通特快、直通快車、管內特快、管內快車數量，減少直通慢車、管內慢車、市郊列車數量；增加了臥舖數量，適當減少了座席數量。
第二次大提速：1998年10月1日，直通快速旅客列車在京廣、京滬、京哈三大干線的提速區段最高時速達到140-160公里，在非提速區段的時速達到120公里。廣深線採用新時速擺式列車最高時速達到時速200公里。全路旅客列車平均速度達到提升到時55.16公里。
第三次大提速：2000年10月21日，隴海線、蘭新線、京九線和浙贛線重新分類和調整了列車的等級和車次，全國列車平均時速提升到60.3公里。
第四次大提速：2001年10月21日，提速範圍基本覆蓋全國較大城市和大部分地區，對武昌至成都（漢丹線、襄渝線、達成線）、京廣線南段、京九線、浙贛線、滬杭線和哈大線進行提速，全國列車平均時速提升到61.6公里。
第五次大提速：2004年4月18日，開行直達特快列車，主要範圍是京滬、京哈等鐵路幹線，投入使用的和諧號CRH380BL型電力動車組，代替東風11G型柴油機車，部分列車時速200公里。全國列車平均時速提升到65.7公里。
第六次大提速：2007年4月18日，在京哈、京滬、京廣、隴海、滬昆、膠濟、廣深、京九、蘭新等18條線路開行動車組列車，時速可達200-250公里，全國列車平均時速提升到70.18公里。
大提速的成效
大幅提鐵路運輸能力：大提速通過全面優化資源分配，鐵路客運能力提高18%以上，貨運能力提高12%以上。
大幅提升鐵路網質素：通過建設客運專線、發展城際客運軌道交通、既有線提速改造，初步建成2萬公里時速200公里及以上的快速客運網，覆蓋全國主要大中城市，時速200公里及以上既有線提速線路達到1.3萬公里。
提高客貨混跑速度：京滬、浙贛、膠濟等主要幹線部分提速區段，客貨混跑、行車密度很大之下，密集開行時速200公里及以上動車組列車，令到鐵路運輸潛力得到進一步的發掘。
大幅度壓縮主要城市間的旅行時間：環渤海、長三角、珠三角城市群和華東、中南、西北、東北地區的重點城市間大量開行高密度、高速度、高等級的時速200公里及動車組旅客列車，形成了以北京、上海為中心，主要中心城市間和不同經濟區域間方便快捷的客運通：
進一步優化其他客車開行方案：增開了一站直達、特快、快速、普通旅客列車，滿足不同層次、不同地區旅客需求。夕發朝至列車數量進一步增加。新增直達特快列車較以前同區段最快客車有大幅度壓縮：
鐵路貨運快捷運輸網絡初步形成：進一步優化貨物運輸產品結構，擴大運輸產品覆蓋範圍。推出一站裝車、一站卸車的快運直達班列新產品。組織海鐵聯運集裝箱班列和雙層集裝箱班列，五定班列、往返班列、集裝箱班列、小汽車物流班列等貨運列車開行數量都有所增加，基本覆蓋了全國90個主要城市及沿海8大港口。大宗直達列車覆蓋全國主要煤礦、電廠、鋼廠、煉油廠以及港口等重點企業，基本形成了大宗貨物大能力運輸網絡。擴大了直達重載列車比重，大秦線增開了2萬噸和1萬噸重載列車。哈大線組織開行了5,800噸／5,500噸列車。主要幹線和煤運信道形成了4,000噸、4,500噸、5,000噸、5,500噸重載系列。
服務設施明顯改善：客運方面，投入1,051輛高檔客車、陸續投入158組新型動車組、投入7,000輛經過翻新改造的綠皮車，並向中西部地區調配700多輛中高檔客車，新型空調列車佔全部客車對數的61.8%；有近60個車站採用高月台、無柱風雨棚、無障礙設施，上海、南京、杭州等站安裝了自動售檢設備，旅客出行將更加便利、舒適。貨運方面，貨場倉儲設施、裝卸機具、計量設備得到明顯改善，貨場的服務能力有較大提高。
服務方式進一步改進：加強客運電子引導、查詢、廣播等系統建設；車站和客票代售點同步發售動車組往返票、異地票，在滬寧杭、廣深區段試行動車組優惠卡售票；引入了專業餐飲和保洁公司，加強了對站車服務人員的培訓，建立了「鐵路客運服務質量綜合評價系統」。改進貨運辦理方式，推行貨運集中辦理、統一裝車，承運和交費等手續實行網絡化管理，為大客戶提供運輸統一管理和運費集中結算服務。
透過六次大提速改造現有鐵路，十年之間全國鐵路速度增加了46%，大大增加了載運力，並且大幅縮短主要城市間的運行時間。動車組大規模上線運行，列車運行時速達200公里。其中京哈、京廣、京滬、膠濟線部分區段時速達到250公里，中國從此進入了高速鐵路時代。貨運方面，在既有提速乾線開行時速120公里、載重5000噸貨運重載列車。通過此次提速，中國鐵路客貨運輸能力分別增長18%和12%。自此之後，中國在既有在線不再大規模地進行提速，而是轉向高速客運專線的建設。