一直以来，作为国家规划建设的北部湾城市群，由广西北部湾经济区和粤西地区以及海南组成，但是三地一直缺乏一条直通的高速铁路。
合湛高铁是《中长期铁路网规划》“八纵八横”高速铁路网中“八纵”之包(银)海通道和沿海通道重要组成部分，西连邕北铁路(南宁—北海)，东接深圳至湛江铁路，并通过联络线与在建的广州至湛江高铁互联互通，是连接中国东西部地区的重要铁路干线。
合湛高铁西起广西北海市合浦县，向东经铁山港湾、白沙镇、山口镇，进入广东廉江市的青平镇和横山镇，由遂溪县南侧引入湛江枢纽。项目新建正线长139.325公里，设计速度每小时350公里。新建车站4座，引入既有车站2座，建设总工期4年。
合浦至湛江铁路最早于2012年纳入国家“十二五”铁路规划（2011-2015年），迄今为止，共研究了200km/h客货共线、250km/h客运专线、350km/h高速铁路等不同技术标准的方案。
2011年2月，国家发展改革委批复了新建合浦至湛江铁路（200km/h）项目建议书。
2015年4月，国家发改委批复了合湛铁路200km/h客货共线标准的可行性研究报告。
2015年9月，广西壮族自治区经与广东省协商后，致函中国铁路总公司，提出：考虑合湛铁路是我国跨区域高速铁路骨架网的组成部分，建议设计标准调整为时速250公里的客运专线。
2016年1月15日，原铁总鉴定中心对调整可研进行了审查。2017年5月底，国家发改委组织专家组对合湛线调整可研进行了评审（调整250km/h可研未批复）。
广西、广东两省区在2015、2016年曾先后举行过合湛铁路的先期段开工活动，但多年来一直未实质性动工。
2019年5月，国铁集团鉴定中心对合湛铁路350km/h客运专线调整可行性研究报告进行了审查。
2023年5月，国家发改委正式批复合湛铁路（350km/h高速铁路）调整可行性报告，项目建设由此进入快车道。
今年5月，项目调整后环评报告重新公示；7月上报生态环境部审批，10月30日正式获得生态环境部批复。11月19日，调整初步设计获国铁集团、广西壮族自治区人民政府和广东省人民政府联合批复，项目开工的最后一个环节终于打通。
合湛高铁广西段新建正线长62.681公里，其中桥梁长48.968公里，桥梁比例78.12%。广西段新设车站2座，分别为北海北站、白沙镇站，引入既有合浦站。控制工程为铁山港跨海特大桥，全长8473米，主要跨越铁山港海湾，海域长5.1公里。
这条合湛高铁，一路走来真是不容易，但是，国家一直都支持这个项目，可见这条高铁的重要性。如果早期建成了200或250时速，按今天的铁路标准来看，也会留下遗憾，比如像杭深铁路现在是全段升级新建350铁路。开工倒计时，广西北部湾经济区终将与沿海通道合拢，未来，北海到湛江约30分钟、到广州约2.5个小时。大大拉近与大湾区的时空距离，更好的接受大湾区产业辐射、资源互补，对当地的经济、尤其旅游业有显著的提升。
