建设历程
20世纪80年代，北京铁路枢纽地下直径线隧道开始进行规划，为北京西站总体规划的重要组成部分，属于北京西客站二期工程，原预计于“八五”计划期间建成。但由于技术困难等因素，此项目一直议而不决。
2005年12月24日，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线开工，总工期计划2.5年。初步概算为人民币20.28亿元，其中静态投资19.58亿元、建设期投资贷款利息7000万元。
2006年年底，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线开展盾构施工，并准备开挖竖井。
2007年，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线并未按照原有计划开展盾构施工，直接影响到工程全线进度，并使该工程无法在北京奥运会前竣工投入使用。
2008年9月，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线启动盾构机作业。
2013年7月26日，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线盾构隧道贯通。
2014年12月19日，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线站前主体工程、轨道铺设等工作完工，完成静态验收。12月30日，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线具备部分开通条件，并进入空载试运行阶段。
2015年3月20日，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线开通。
线路车站
设计参数
沿线车站
北京枢纽北京站至北京西站地下直径线全线办理客运业务的车站数为2个，分别为北京站和北京西站。
线路走向
北京枢纽北京站至北京西站地下直径线从北京站向西沿前三门大街直线伸展，在崇文门路口入地，经前门、和平门、宣武门、长椿街、白云路、小马厂，再由天莲大厦附近出地，接入北京西站。
运营情况
运营历程
2015年3月20日，石家庄至承德方向的列车（K7742/3次、K7744/1次列车）成为首次途经北京枢纽北京站至北京西站地下直径线的旅客列车，开往承德方向的K7742次列车将于23:50从北京西站出发，次日00:05到达北京站，在北京枢纽北京站至北京西站地下直径线中运行15分钟。
2016年5月15日起，隔日交替开行，沈阳北至北京西的Z621/622次列车，以及长春站至北京西站的Z721/722次列车在经由京哈铁路抵达北京站进行技术停车后，直接经由直径线前往北京西站，不再绕行京沪铁路和西黄联络线。同时原K7742/3、K7744/1次改为K7752/3、K7754/1次。
2017年12月31日，北京市郊铁路城市副中心线列车开通运营，部分副中心线市郊列车经由北京枢纽北京站至北京西站地下直径线、京哈铁路往来于北京西站、通州站间。
建设成果
技术难题
北京枢纽北京站至北京西站地下直径线一大困难是文物密集等周边制约因素。在西便门桥区、箭楼、正阳门火车站、天安门广场等敏感区域施工，尤其是盾构机穿越正在运营的北京地铁2号线、北京地铁4号线、北京地铁5号线时，沉降不能超过3毫米。这刀片一样厚度，对1600多吨的超大直径盾构机而言，控制精准度不亚于走绣花针，很多时候只能一毫米一毫米推进。而通常，普通盾构施工的沉降限值可以放宽至30毫米。在慎重考虑施工高风险后，原铁道部和北京铁路局决定调整施工方案和工期，由两台盾构机相向掘进改为一台盾构机单向掘进，这导致剩余工期理论上会延长一倍。
重点工程
前三门隧道
前三门隧道全长7285米，占线路总长79%。为单洞双线电气化客运铁路，设计时速100千米/小时，最大纵坡16.5‰，最小半径400米，覆土厚度0~30.78米。采用的施工工法有盾构法、明挖法、盖挖法、暗盖结合法、洞桩法、双侧壁导坑法、CRD法。
前三门隧道是中国国内第一条在市区地下修建的铁路全电气化隧道，第一条在国内同类地质条件下采用直径12.04米的泥水盾构施工的隧道，北京市首次采用泥水盾构施工的隧道，被北京市列为“最难的，风险最大的在建地下工程”；被铁道部列为“极高风险1号工程”；还是中国国内在市区地下修建的铁路双线电气化隧道，盾构5.175千米的掘进长度也是中国国内最长的。
科研成果
北京枢纽北京站至北京西站地下直径线前三门隧道获得四新应用、QC成果、专利11项（发明专利6项、实用新型专利4项、软件著作权1项、学术论文27篇，论文专刊1期）等多项创新研究成果。
荣誉表彰
2017年5月27日，北京枢纽北京站至北京西站地下直径线获评2015-2016年度铁路优质工程（勘察设计）奖一等奖。
价值意义
北京枢纽北京站至北京西站地下直径线的开通，使京哈、京广两大铁路“大动脉”实现互连互通，北京站到北京西站乘火车仅需15分钟。（北京晚报评）
北京枢纽北京站至北京西站地下直径线开通运营后，通过北京西站、北京站可实现京哈、京广主要干线旅客列车的互联互通，方便旅客就近中转换乘。（新华社评）
