鐵道部第四勘測設計院設計。1958年編制出簡明初步設計。1960年韶關至廣州段開始施工。1962年奉命停工。1971年京廣鐵路衡陽以北復線建成。1977年重新提出衡陽以南復線設計。1978年9月動工。1980年奉命停工。1981年部分復工。1983年全線復工，并列入國家“六五”、“七五”計劃重點建設項目。1986年初成立衡廣復線建設指揮部。參加建設的單位有鐵道部第二工程局、第五工程局、隧道工程局、大橋工程局、電氣化工程局、通信信號工程公司、第十一工程局、第十五工程局及廣州鐵路局工程總公司共10個單位。相關盛市、縣也成立支援鐵路辦公室，互相協作配合。施工高潮期人數達6.58萬人。經三年決戰，1988年11月26日全線通車。衡廣復線起自茶山坳站K1744+500，終至廣州客站K2298+040，由衡陽樞紐、衡韶段、韶廣段、廣州樞紐、郴州至韶關電氣化等5段組成。既有線全長553.54公里，復線全長526.07公里。其中郴州至韶關電氣化155.6公里。主要技術標準為Ⅰ級干線，限制坡度6‰; 最小曲線半徑在衡韶段600米、韶廣段800米，個別大站兩端困難地段450米; 到發線近期有效長850米，遠期1050米; 移頻自動閉塞，間隔8分鐘; 通信方式為微波加對稱電纜及PCM傳輸設備; 供電方式為BT吸流變壓器。鑿通長14.295公里的大瑤山隧道 (時為世界十大鐵路雙線隧道之一) 和長達6公里的南嶺隧道，架設特大、大、中橋梁139座。設計能力為平行運行圖180對，年運量近期3000萬砘，遠期5000萬噸。工程榮獲鐵道部1989年度優秀工程設計一等獎、鐵道部優質工程獎一等獎，1990年國家優質工程銀質獎。