衡柳鐵路是湘桂線擴能改造工程的重要組成部分，線路北起湖南衡陽，經湖南永州市、廣西桂林市，南至廣西柳州市，線路全長497.9公里，其中永州至柳州段長349.776公里，為國鐵Ⅰ級雙線電氣化線路，設計速度200公里/小時，預留250公里/小時提速條件。2009年3月，衡柳鐵路永州至柳州段建設正式啟動。2013年5月，永州至桂林段開始聯調聯試，2013年7月，桂林至柳州段開始聯調聯試，是廣西最早進入聯調聯試的高鐵。
湘桂鐵路貫穿廣西主要經濟帶，是廣西鐵路運輸網絡的主軸和主動脈。由于湘桂鐵路永柳段為單線，曲線多、坡度大、半徑小、限速路段多、運輸能力低。盡管南寧鐵路局多次對湘桂鐵路進行改造，但仍無法滿足快速增長的運輸需求。如今通過能力利用率高達96％，遠高于一般單線區間通過能力利用率，能力處于超飽和狀態，成為區域經濟發展的“瓶頸”。
衡柳鐵路建成開通后，將與既有單線形成三線并行格局，近期運能永州至桂林段將達3750萬噸/年，客車對數42對/日，桂林至柳州段將達3840萬噸/年，客車對數65對/日。它的建成，將增強廣西等西南省區與內地的客貨運交流，為推動省際協作，實現區域優勢互補和共同發展奠定重要基礎。
