从甘肃省兰州(西站)到新疆维吾尔自治区乌鲁木齐(西站)，再往西至西北边境阿拉山口。穿越河西走廊、哈密—吐鲁番盆地、天山山地和准噶尔盆地。兰州到乌鲁木齐段1952—1962年建成，1966年1月全线正式通车。全长 1902 千米。为复线，其中兰州—武威段已建成电气化铁路。乌鲁木齐至阿拉山口段现称北疆铁路，东接陇海铁路，西连北疆铁路出阿拉山口和哈萨克斯坦境内的铁路接轨。为全国东西交通大动脉，连接中国连云港和荷兰鹿特丹港的第二亚欧大陆桥的东段组成部分。