建設曆程
20世紀80年代，北京鐵路樞紐地下直徑線隧道開始進行規劃，為北京西站總體規劃的重要組成部分，屬于北京西客站二期工程，原預計于“八五”計劃期間建成。但由于技術困難等因素，此項目一直議而不決。
2005年12月24日，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線開工，總工期計劃2.5年。初步概算為人民币20.28億元，其中靜态投資19.58億元、建設期投資貸款利息7000萬元。
2006年年底，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線開展盾構施工，并準備開挖豎井。
2007年，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線并未按照原有計劃開展盾構施工，直接影響到工程全線進度，并使該工程無法在北京奧運會前竣工投入使用。
2008年9月，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線啟動盾構機作業。
2013年7月26日，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線盾構隧道貫通。
2014年12月19日，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線站前主體工程、軌道鋪設等工作完工，完成靜态驗收。12月30日，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線具備部分開通條件，并進入空載試運行階段。
2015年3月20日，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線開通。
線路車站
設計參數
沿線車站
北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線全線辦理客運業務的車站數為2個，分别為北京站和北京西站。
線路走向
北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線從北京站向西沿前三門大街直線伸展，在崇文門路口入地，經前門、和平門、宣武門、長椿街、白雲路、小馬廠，再由天蓮大廈附近出地，接入北京西站。
運營情況
運營曆程
2015年3月20日，石家莊至承德方向的列車（K7742/3次、K7744/1次列車）成為首次途經北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線的旅客列車，開往承德方向的K7742次列車将于23:50從北京西站出發，次日00:05到達北京站，在北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線中運行15分鐘。
2016年5月15日起，隔日交替開行，沈陽北至北京西的Z621/622次列車，以及長春站至北京西站的Z721/722次列車在經由京哈鐵路抵達北京站進行技術停車後，直接經由直徑線前往北京西站，不再繞行京滬鐵路和西黃聯絡線。同時原K7742/3、K7744/1次改為K7752/3、K7754/1次。
2017年12月31日，北京市郊鐵路城市副中心線列車開通運營，部分副中心線市郊列車經由北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線、京哈鐵路往來于北京西站、通州站間。
建設成果
技術難題
北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線一大困難是文物密集等周邊制約因素。在西便門橋區、箭樓、正陽門火車站、天安門廣場等敏感區域施工，尤其是盾構機穿越正在運營的北京地鐵2号線、北京地鐵4号線、北京地鐵5号線時，沉降不能超過3毫米。這刀片一樣厚度，對1600多噸的超大直徑盾構機而言，控制精準度不亞于走繡花針，很多時候隻能一毫米一毫米推進。而通常，普通盾構施工的沉降限值可以放寬至30毫米。在慎重考慮施工高風險後，原鐵道部和北京鐵路局決定調整施工方案和工期，由兩台盾構機相向掘進改為一台盾構機單向掘進，這導緻剩餘工期理論上會延長一倍。
重點工程
前三門隧道
前三門隧道全長7285米，占線路總長79%。為單洞雙線電氣化客運鐵路，設計時速100千米/小時，最大縱坡16.5‰，最小半徑400米，覆土厚度0~30.78米。采用的施工工法有盾構法、明挖法、蓋挖法、暗蓋結合法、洞樁法、雙側壁導坑法、CRD法。
前三門隧道是中國國内第一條在市區地下修建的鐵路全電氣化隧道，第一條在國内同類地質條件下采用直徑12.04米的泥水盾構施工的隧道，北京市首次采用泥水盾構施工的隧道，被北京市列為“最難的，風險最大的在建地下工程”；被鐵道部列為“極高風險1号工程”；還是中國國内在市區地下修建的鐵路雙線電氣化隧道，盾構5.175千米的掘進長度也是中國國内最長的。
科研成果
北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線前三門隧道獲得四新應用、QC成果、專利11項（發明專利6項、實用新型專利4項、軟件著作權1項、學術論文27篇，論文專刊1期）等多項創新研究成果。
榮譽表彰
2017年5月27日，北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線獲評2015-2016年度鐵路優質工程（勘察設計）獎一等獎。
價值意義
北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線的開通，使京哈、京廣兩大鐵路“大動脈”實現互連互通，北京站到北京西站乘火車僅需15分鐘。（北京晚報評）
北京樞紐北京站至北京西站地下直徑線開通運營後，通過北京西站、北京站可實現京哈、京廣主要幹線旅客列車的互聯互通，方便旅客就近中轉換乘。（新華社評）
