大同至西安客运专线，作为国家《中长期铁路网规划》的关键组成部分，是一条连接山西省大同市与陕西省西安的重要交通线路。线路全长859公里，其中山西省境内706公里，陕西省境内153公里，穿越晋南地区和关中平原东部。线路利用北同蒲第三、四线160公里，并新建699公里线路，桥隧比高达78%。沿线设有29个车站，包括18个新建站和11个既有站。设计时速250公里，预留进一步升级空间，总投资预估为963.3亿元，山西段由铁道部和山西省按60%和40%出资，工期四年半。该项目于2009年12月3日启动，预计2014年6月竣工。建成后的线路将与石太客专、太中银铁路、陇海客专等线路紧密对接，强化全国快速客运网的连通性。
运城至西安段客运专线从运城市出发，横跨黄河，穿越洛河和渭河，最终到达西安，全长211.07公里。这条线路连接了晋、陕两省的交通网络，北至大同铁路枢纽，南与陇海线等线路相连，形成区域铁路网的重要组成部分。
大西客运专线的开通将极大缩短大同至西安的旅行时间，从原来的16小时压缩至3小时，通过与其他高速铁路线路的协同，如石太客专、太中银铁路等，构建出覆盖山西、陕西的高效快速客运网，显著缩短区域间时空距离，满足日益增长的旅客需求，对地方经济发展具有积极影响。
未来五年，山西省将以太原为中心，形成一小时、两小时、三小时的高速铁路客运圈，将极大地促进城市间的交通便利性，特别是太原至西、中、东部主要城市的出行将如同乘坐城际公交般快捷。随着更多铁路项目的建成，山西省的高速铁路客运圈将逐步完善，城市间的时空距离将进一步缩短。
大同至西安铁路客运专线（老百姓俗称“大西高铁”），是国家中长期铁路规划网的重要组成部分，北起山西大同，经朔州、忻州、太原、晋中、临汾、运城、渭南等9市31县（区）至陕西西安，全长859公里。线路设计行车速度250km/h，运行时间将由现在的16个多小时缩短至3个小时，2009年12月3日，大西客运专线正式开工，工期4.5年，预计2014年6月正式通车。