怀衡铁路（Huaihua-Hengyang Railway），或称怀邵衡铁路，是一条连接湖南省怀化市、邵阳市和衡阳市的国铁Ⅰ级铁路，为双线电气化客货共线铁路。

2004年至2007年，衡阳、邵阳、怀化三市湖南省人大代表、政协委员连续五年在湖南省“两会”上提出建设怀化至邵阳至衡阳铁路的议案。

2006年4月，湖南省发展和改革委员会在向中华人民共和国国家发展和改革委员会申报关于“十一五”期间湖南省规划新建的6个铁路项目方案中，靖州至邵阳至衡阳铁路项目名列其中。

2007年，时任邵阳政协主席严农提出修建怀衡铁路的构想。

2008年7月30日，中国制定《中长期铁路网规划》，怀衡铁路列入国家干线铁路（规划）；8月25日，时任中华人民共和国铁道部部长刘志军与时任湖南省委副书记、省长周强分别代表铁道部与湖南省人民政府在北京签订《关于加快推进湖南铁路建设的会议纪要》，将怀衡铁路列为新建铁路；12月25日，湖南省与原铁道部就深化部省合作共建机制、加大铁路建设力度进行了会谈，铁道部将怀化至邵阳至衡阳铁路项目列入2009年预可研计划。

2010年10月28日，怀化至邵阳至衡阳铁路获中华人民共和国国家发展和改革委员会批复。

2012年3月，怀衡铁路列入中国《十二五综合交通运输体系规划》的快速铁路专栏；5月，原铁道部和湖南省批准邵阳至邵东四线并行段34千米先期开工；12月5日，怀邵衡铁路有限责任公司揭牌。

2013年12月24日，中华人民共和国国家发展和改革委员会批复《新建怀化至邵阳至衡阳铁路可行性研究报告》。

2014年1月6日，怀邵衡铁路建设推进会召开，标志着怀化至邵阳至衡阳铁路项目正式全面启动；4月28日，怀化至邵阳至衡阳铁路初步设计获原中国铁路总公司、湖南省人民政府批复；6月30日，怀衡铁路正式开工建设；9月，怀衡铁路全面开工建设；10月，怀衡铁路全线开工；11月30日，怀衡铁路长塘河大桥率先开钻。

2015年8月1日，怀衡铁路孙家屋隧道双向贯通，标志着怀衡铁路第一条隧道全线贯通；9月19日，怀衡铁路罗古头隧道双向贯通，标志着衡阳市境内第一条隧道贯通；12月21日，怀衡铁路全线桥梁开始进入上部构造施工阶段。

2016年11月17日，怀衡铁路邵阳东至衡阳段开始铺轨；12月5日，怀衡铁路施工难度最大的铁路桥—湘江特大桥全面合龙；12月29日，怀衡铁路控制性工程安江沅水特大桥合龙。

2017年7月，怀衡铁路全线路基、桥梁与隧道完工；8月30日，怀衡铁路邵阳东至衡阳铺轨完工；9月1日，怀衡铁路邵阳东至怀化开始铺轨。

2018年3月20日，怀衡铁路铺轨全线贯通；8月25日，怀衡铁路全线接触网送电；9月10日，怀衡铁路全线开始联调联试；11月20日，怀衡铁路试运营；12月25日，怀衡铁路全线开通运营；12月26日，怀衡铁路正式载客运营。

怀衡铁路全线设17座车站，即怀化南站、安江东站、月溪站、洞口站、隆回西站、隆回站、邵阳西站、邵阳站、邵阳东站、邵东站、杨桥站、库宗桥站、西渡站、松木站、咸塘站、颜家垄站、衡阳东站；2个线路所，即杨村、长塘线路所；另有7处货场，即邵阳东、邵东、安江、洞口、隆回、邵阳西、西渡；在衡阳枢纽设联络线引入京广高速铁路、衡柳铁路、吉衡铁路衡阳东站。

怀衡铁路位于湖南省西南地区，线路西起怀化市怀化南站，往东南方向经邵阳市至衡阳市，止于衡阳市衡阳东站。 沿途经过怀化市下辖的鹤城区、中方县、洪江市，邵阳市下辖的洞口县、隆回县、邵阳县、北塔区、大祥区、双清区、邵东县，衡阳市下辖的衡阳县、石鼓区、珠晖区、衡南县14个县（市区）。

怀衡铁路正线全长313.698千米，其中32.888千米与娄邵铁路四线并行，其线下工程由娄邵铁路先行完成。联络线全长11.97千米，其中怀衡联络线长4.355千米，麻颜联络线长5.075千米，茶山坳联络线长2.54千米。

怀衡铁路自怀化南站引出，跨沪昆高速铁路后往东南在怀化市洪江市安江镇东北设安江东站，后继续往东南至邵阳市洞口县县城东北设洞口站，出站后向东北至邵阳市隆回县县城北部设隆回站，出站后向东北至邵阳市邵阳县岩口铺镇设邵阳西站，出站后向东后在邵阳交通学校北跨洛湛铁路后接入邵阳站，出站后与娄邵铁路并行至邵东站，出站后折向东南至杨桥镇设杨桥站，后继续至东南在衡阳市衡阳县县城东北设西渡站，出站后往东跨越湘江和京广高速铁路后经联络线接吉衡铁路和衡阳东站。

截至2018年12月，怀衡铁路采用货车型号为货机HXD3，客车型号为SS9、动车组。

2018年12月26日，怀衡铁路正式载客运营，怀衡铁路开通初期安排开行动车组列车7.5对，怀化至衡阳最快运行时间由3个多小时缩短到2小时18分。

2019年1月5日，怀衡铁路在全国铁路运行图上安排开行动车组列车日常线18对，在日常线基础上，根据客流需求，高峰线加开1对、普速列车加开1对。

2019年12月15日，怀衡铁路开始实行电子客票。

截至2019年1月26日，怀衡铁路累计运送旅客突破89万人次，日均运送旅客近3万人次。

2019年春运期间，怀衡铁路发送旅客近200万人次，日均运送旅客约5万人次。

怀衡铁路全线正线桥梁258座92.2千米，占比达29.7%，其中特大桥49座53.540千米，大中桥184座40.444千米（含8座单线桥2.758千米），框架小桥24座313.7延长米（含1座单线桥9.4米），涵洞433座14285.6横延米。隧道48座85.798千米，占比为27.4%，路基134.14千米，占比为42.9%。长大隧道有黄岩隧道、尖峰山隧道、南雪峰山隧道、苍稼岭隧道、岩鹰鞍隧道。怀衡铁路较高的桥隧比（57.1%），途经雪峰山地质活跃带和雪峰山山区，跨越沪昆高速铁路、洛湛铁路、京广铁路、京广高速铁路，施工技术、组织、协调难度较高。

孙家屋隧道位于隆回县南岳庙镇境内，隧道总体呈东西走向，全长220米，其中暗洞长163米。隧道最大埋深35米，为单洞双线隧道，全隧为V级围岩，施工难度较大。孙家屋隧道自2014年12月21日开工建设，2015年8月1日实现全线贯通，是隆回段第一个贯通的隧道，同时也是怀邵衡铁路全线第一个实现双向贯通的隧道。

罗古头隧道位于衡阳县金兰镇塘池村，该隧道自2015年4月17日正式进洞施工，2015年9月19日贯通，全长181米，隧道最大埋深31.5米，是怀衡铁路在衡阳境内全线贯通的首条隧道。

长塘河大桥位于洞口县长塘瑶族乡长塘村境内，此桥两侧桥台处地形较陡，两侧桥台与隧道相临，桥梁跨越长塘河，河面较宽，河上有一座小桥，大里程一侧河堤上有一条水泥路。本桥孔跨布置采用（96+96）米吨构，桥全长206.96米。本桥基础均采用钻孔桩基础，桩径根据不同跨度和地质条件分别采用1.25米、2.2米桩径，采用T型桥台，主墩采用双薄壁桥墩，整桥采用悬臂蓝浇注，邵阳方向跨乡村公路和长塘河，怀化方向跨良田。

黄岩隧道是怀衡铁路在建期间湖南省内最长的铁路隧道，全长17030米，跨越鹤城区和中方县和安江镇，为怀衡铁路全线重点控制性工程，难度和长度均列全线第一，为Ⅰ级风险隧道，穿越区断裂构造十分发育，需穿越15条断裂带，具有环水保要求高、不良地质条件多、施工场地狭窄，施工难度大的特点。

岩鹰鞍隧道全长5302米，全隧共分布7处断层，该断层带与线路正交，长达20多千米，是中国最大的铁路隧道断层带之一。

怀衡铁路湘江特大桥位于松木经开区新安村，总跨度2374米，是整条怀衡铁路难度系数最大的铁路桥工程。中铁三局在保证湘江黄金水道货运畅通的同时，攻克了深水基础施工、汛期长、跨度长等诸多技术难题，采用悬臂、双壁钢围堰等方法施工。

安江沅江特大桥全长1480米，位于洪江市安江镇和岔头乡的相邻区域，大桥主跨180米，共有墩位台34个，跨越远期规划为四级航道、江宽约570米的沅江。其主要特点是主桥均为深水基础、施工受汛期影响大、高空作业安全风险高，以及大跨度矮塔加劲预应力混凝连续梁对线性控制精度要求高，而且斜拉桥的塔、梁、索之间施工相互衔接、工艺先进、技术复杂。

怀衡铁路资江特大桥是怀衡铁路重难点控制性工程之一，是该铁路在邵阳市境内第一条跨越河流的铁路桥梁，桥全长1073米。共有31个桥墩，三个水中墩，因高速铁路时速快，对桥的稳固性要求更高，每个水中墩均由12根圆桩组成。由于资江河的岩石地质构成复杂，为使桥墩的稳固性好。

怀衡铁路作为重要连接线，在湖南省西部经怀化南站接入中国横向高速铁路干线沪昆高速铁路以及焦柳铁路、渝怀铁路，在湖南省中部邵阳与洛湛铁路、娄邵铁路连通，在湖南省南部衡阳东站连接中国纵向高速铁路干线京广高速铁路以及吉衡铁路、衡柳铁路，打通了西北、西南地区与珠三角地区最快捷的铁路运输通道，在长沙、怀化、衡阳三地间形成湖南高速铁路“金三角”，大大提高了高速铁路网络运营效率。同时，怀衡铁路对完善区域铁路交通结构，方便沿线人民群众出行，进一步提升衡阳、邵阳、怀化三市的区位发展条件，对更好地发挥东南沿海和珠三角地区辐射效应，促进沿线经济社会发展，具有十分重要的意义。（中国国家铁路集团、新华社、湖南省人民政府 评）

怀衡铁路的开通运营是继西端在怀化南站衔接沪昆铁路后，顺利引入东端衡阳枢纽，打通了全线“最后一公里”，推动怀化、邵阳、衡阳三市实现最快互联互通，大大缩短怀化至衡阳间的时空距离，进一步增强湘西南区域的经济活力。（人民网 评）

怀衡铁路开通运营后，从怀化到衡阳无需再从长沙或者株洲绕道，行车时间最快为1小时48分钟，与怀衡铁路开通前相比，时间减少28分钟。（据2019年1月5日版全国铁路运行图）