1952年，小縣城合肥成為安徽省省會。普鐵時代，合肥的鐵路地位別說在全國，即使在省內一直很尷尬，區域內僅有寧西、淮南、皖贛等幾條鐵路線，去很多城市還得先到蚌埠轉車。1953年，合肥火車站進行首次擴建，面積擴大到1800平方米，能容納2000名旅客，站內的列車只有11對。1997年合肥新火車站通車運營，開行列車也增加至27.5對，還特別增加了直達北京的特快列車。
到了高速鐵路時代，作為長三角地區的西大門，合肥一躍成為京港（臺）通道和沿江通道重要交匯點，成為全國19個重要的綜合鐵路樞紐之一，提出了合肥版本的「時鐘」形高鐵網絡。隨著一個個項目逐步實施，合肥鐵路樞紐9個方向、13條線路的大型放射狀樞紐格局正在逐步建成。
其中，9個方向為南京、杭州、福州、九江、武漢、西安、阜陽、蚌埠、新沂，13條線為商合杭、合福、合安、合蚌、合新高鐵、合寧、合六、合巢馬城際、合寧、合武、寧西、淮南、合九。
起步：合寧鐵路、合武鐵路
2008年4月，合寧客運專線投入運營，合肥火車站也隨之開通了第一列前往南京、上海方向的動車。合寧鐵路由合肥站至南京站，為國鐵Ⅰ級雙線，全長157千米，設計速度250千米/小時，最高運營速度為250千米/小時。
2009年4月，合武鐵路開通旅客列車並上線動車組運營，為國鐵Ⅰ級雙線，設計速度250千米/小時。
合寧鐵路開通動車運行，合肥向西前往南京、上海的通道打開，與長三角的距離將進一步「縮短」；而合武鐵路通車後，合肥向東通道打開，至武漢的通行時間由8.5小時縮短至2小時內。隨後，合肥掀起了大規模鐵路建設和發展的高潮。
高潮：合蚌、合福、商合杭、合安
2012年，合蚌高鐵通車，設計速度350千米/小時。合蚌高鐵不僅是合肥連接省內重要城市蚌埠的高速鐵路，更重要的在於讓合肥連接上了經過蚌埠的京滬高鐵，開啟了北上濟南、天津、北京的通道。
2015年，合福高鐵通車，設計速度350千米/小時，開通了合肥開往東南方向福州、廈門的重要通道。
2019年12月，鄭阜高鐵、商合高鐵同時開通，設計速度均為350千米/小時，打通了合肥向北至阜陽進而至商丘、鄭州的通道，並通過鄭州的網狀高鐵進而行至太原、西安、石家莊等重要城市。
2020年6月，合杭高鐵合肥至湖州段開通，設計速度350千米/小時（其中蕪湖至宣城段250千米/小時），加之原開通的寧杭高速鐵路湖州至杭州段，合肥往長三角另一重要城市杭州的通道打開。
2020年12月，合安高鐵正式通車，設計速度350千米/小時。作為京港（臺）通道的重要組成部分，待後續安九、昌九、贛深等線段開通後，將成為合肥通往九江、南昌、粵港澳大灣區的重要通道。
未來：沿江、合青
沿江高鐵，是支持長江經濟帶發展的重點鐵路建設工程，串聯起了長江沿線上海、南京、合肥、武漢、重慶、成都等22個城市。雖然目前途徑合肥的滬漢蓉鐵路已成為合肥向東、向西的重要橫向通道，但其運能不足、速度難以提升的缺陷也隨著長江經濟帶的發展而暴露出來。沿江高鐵則不一樣，其設計速度為350km/h，是一條高標準、大容量的沿江通道。沿江高鐵目前處於前期工作階段，其建成將有利於提升合肥的樞紐地位。
合青高鐵是合肥至新沂至青島的高速鐵路，其中合肥至新沂段為新規劃及建設段，已於2019年底正式舉行開工儀式，設計時速350公裡/小時。合新段建成後，利用徐連客專新沂至連雲港段以及青鹽高鐵連雲港至青島段，最終實現合肥在東北向與青島的連通。
已與4個直轄市互通高速動車，17個省會城市互通高鐵動車，1小時到南京，2小時到武漢、上海，3小時到杭州和鄭州，4小時到北京和福州……從普鐵時代的「醜小鴨」到目前的時鐘型高鐵網絡，合肥和全國主要城市之間的時空距離大大拉近，極大拓展了合肥經濟發展的空間腹地，支撐起合肥城市快速發展和對外開放。