成渝铁路的修建历程如下：

早期筹备

清末时期：清光绪二十九年（1903年），清政府计划兴建川汉铁路，其西段即成渝铁路，次年在成都成立了官办的川汉铁路公司。光绪三十一年至三十三年，川汉铁路公司由官办先后改为官商合办、商办。宣统元年（1909年）三月，川汉铁路工程局在宜昌成立，十月二十八日举行了开工典礼，随后宜昌至归州（今湖北秭归）段动工。

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民国时期：民国24年（1935年），国民政府决定修筑成渝铁路，次年在重庆成立成渝铁路工程局，但因抗日战争爆发及款源不济等原因，项目进展缓慢直至停工，仅完成工程量的14%，最终未曾铺轨。

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正式建设

开工建设：1949年12月31日，邓小平在主持西南局常委办公会议上决定“兴建成渝铁路，造船修建码头”。1950年春，中共中央、中央人民政府政务院批准西南军政委员会关于请求修建成渝铁路的报告。4月，第一批工程人员分赴工地沿线重新勘测。6月15日，成渝铁路开工典礼在重庆举行，邓小平致辞，贺龙授予筑路大军“开路先锋”锦旗。

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建设推进：1951年6月，成渝铁路铺轨到永川县（今重庆市永川区），9月1日开办重庆至永川临时运输业务。12月6日铺轨到内江，1952年4月1日开行重庆至资中、重庆至内江客货混合列车各一对。

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全线贯通：1952年6月13日，成渝铁路铺轨到成都，全线贯通，比预期提前3个月完工。7月1日，成都、重庆分别举行成渝铁路全线通车庆祝大会，并对开一列彩车，两列彩车在内江车站交会，全线开办临时营业。

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交付运营：1953年1月，相关单位组成交接筹备处进行全线贯通测量等工作。6月，由铁道部主持组成验收交接委员会，结果总评全部工程合格。7月30日，成渝铁路验收交接仪式在成都举行，标志着成渝铁路正式交付运营。

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后续改造

电气化改造：1978年3月起，成渝铁路电气化工程开始施工，1985年底，全线开通电气化，通车里程为473千米，环线开通到重庆西站，长11.9千米，共计484.9千米。

其他改造：2012年初开始，成渝铁路启动大修，对道砟、钢轨、道岔等进行了更换。正在施工改造的成渝铁路重庆站至江津站段，改造后将为双线铁路，铁路等级为Ⅰ级。​​​

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