湖杭铁路，又称合杭高铁湖杭段、湖杭高铁，是杭州第19届亚运会重要交通保障项目，由浙江省交通集团控股投资建设，是浙江省方控股建设第一条高铁，历时33个月建造。从既有湖州站引出，经湖州市南太湖新区、吴兴区、德清县，杭州市余杭区、西湖区、富阳区和桐庐县，跨富春江后引入杭黄高铁桐庐站，新建线路长约137.8公里，设计时速350公里，全线设湖州、德清、杭州西、富阳西、桐庐东、桐庐6座车站，其中杭州西、富阳西、桐庐东为新建车站。

2017年10月18日至19日，杭州铁路枢纽规划刚刚批复后不久，中国铁路总公司在杭州组织召开了湖州至杭州西至杭黄连接线（含杭州西站）预可研审查会。

2018年3月28日，铁路总公司鉴定中心带队对新建湖州至杭州西至杭黄铁路连接线进行现场踏勘。3月29日至31日，新建湖州至杭州西至杭黄铁路连接线可研审查会在杭州召开。

2019年6月6日，湖杭铁路初步设计获中国铁路总公司和浙江省人民政府联合批复，湖杭铁路全线设湖州（接轨站）、德清、杭州西、富阳西、桐庐东、桐庐（接轨站）6个车站。9月17日下午，杭州西站枢纽暨湖杭铁路工程开工。

2021年5月4日，湖杭铁路大圩里特大桥跨南苕溪连续梁合龙。5月25日，湖杭铁路竹园隧道顺利实现贯通，至此，湖杭铁路全线33座隧道全部贯通。8月29日，湖杭铁路最后一孔箱梁成功架设在杭州西站东端咽喉区特大桥上，湖杭铁路箱梁架设全线完工。8月31日，湖杭铁路的富春江特大桥主桥合龙。12月15日，湖杭高铁桐庐牵引变电所房屋顺利封顶，这也是湖杭高铁首座封顶的牵引变电所房屋。12月16日，湖杭铁路正式进入全线铺轨阶段。12月24日，湖杭铁路湖州段正式进入铺轨阶段。12月31日，湖杭铁路桐庐段开始铺轨作业。

2022年1月14日，湖杭铁路正线轨道贯通。3月29日消息，湖杭高铁连接线正在进行静态验收，线路主体工程建设已基本完成。4月27日，湖杭铁路的接触网热滑试验圆满成功。4月28日，合杭高铁湖杭段工程进入联调联试阶段。5月21日，湖杭高铁进行最高测试速度等级提速试验，试验列车顺利跑出了385公里每小时的试验目标速度值，实现了联调联试阶段性目标。7月6日，合杭高铁湖杭段试运行，列车沿途经过德清站、杭州西站、富阳西站、桐庐东等站，抵达建德站。 9月5日，合杭高铁湖杭段顺利通过中国国家铁路集团有限公司初步验收。9月16日，合杭高铁湖杭段通过中国国家铁路集团有限公司运营安全评估。9月22日，湖杭铁路正式投运。

2023年4月11日消息，湖杭铁路湖州东站桩基工程全面竣工。

2024年9月22日，湖杭铁路迎来开通运营两周年。两年来，湖杭铁路运输安全平稳有序，累计发送旅客达877.2万人次，累计开行列车27314.5对。近一年与上一年同期对比，旅客发送量同比增长60.3%，列车开行同比增长46.6%。

湖杭铁路北起湖州市，途经湖州市德清县和杭州市余杭区、富阳区，南至桐庐县。线路全长137.8公里，速度目标值350公里/小时，投资估算283.4亿元，其中富阳境内线路总长约38.8公里。项目计划于2018年年底前开工建设，杭州第19届亚运会前建成通车。

湖州至杭州西至杭黄铁路连接线北面的杭州至湖州段，其实就是商合杭高铁，建成后将连接宁杭高铁、沪苏湖高铁，从杭州西站出发，可以去中部的合肥、商丘，北部的南京、北京，东部的上海、苏州。南面一段，在桐庐将分别连接杭黄铁路和杭温铁路。杭州西站也将开通前往黄山的高铁，到时候市民想去黄山游玩，杭州西、杭州东两座火车站任选。

湖州至杭州西至杭黄铁路连接线是国家高速铁路网主骨架商合杭、宁杭铁路的南延通道，是沪昆高铁南昌以东的辅助通道；是长三角城际铁路网的组成部分和全面实现浙江省1小时交通圈的关键性工程。项目的建设，对于富阳接轨长三角，融入全省大湾区大花园大通道大都市区建设，加快富阳经济社会发展将起到积极的推动作用。