沈吉铁路是中国辽宁省沈阳市浑河站至吉林省吉林市吉林站的国铁Ⅰ级铁路，全长477公里，设计及运营速度均为120公里/小时，设36座车站，隶属中国铁路沈阳局集团有限公司，其中沈阳北站至沈阳东站间线路已拆除。线路途经抚顺、梅河口、磐石等城市，沈阳至抚顺段客运列车经沈大线、苏抚线运行至抚顺乘降所（已停用）后并入沈吉铁路，以缓解京哈线运输压力，日通行客运列车6对。

沈吉铁路是由原奉海铁路、吉海铁路组成，由原奉系军阀张作霖主持筹建，为东北第一条完全由国人出资兴建的铁路线，建于1925～1928年，沈阳东站为沈阳市文物保护单位。

奉海铁路自奉天省城奉天市“奉海车站”（今沈阳东站），经海龙县城，至朝阳镇长263.5公里；支线自梅河口至西安县城（今辽源）及西安煤矿，长73.6公里。1925年春，奉天省代省长王永江在奉天八王寺设立奉海铁路建设筹备处。5月14日成立奉海铁路公司，总出资奉大洋2000万元，官商各半，以奉天省政务厅厅长王镜寰为公司总理，原四（平）洮（南）铁路总务处长、技师陈树棠为技术长。1925年7月28日开工。1927年9月6日，奉海铁路全线通车。1927年12月支线基本完工。1928年2月改为奉天省官办。1928年3月20日，北洋政府交通部代理总长、京奉铁路局长常荫槐被聘为奉海铁路督办。1929年正式营业。1929年4月，随省名，改称沈海铁路。沈海铁路公司是奉天省（辽宁省）的省有铁路，官股占资本总额的三分之二。当时辽宁省与吉林省省界在辉南与磐石之间。

九一八事变后，在关东军的支持下，成立了“沈海铁路保安维持会”。随后，设立了“东北交通委员会”，并由满铁接管沈海、吉长、吉敦、吉海、四洮、洮昂、齐克等铁路。1933年2月9日，满铁与满洲国交通部签订了《满洲国铁道借款及委托经营契约》、《关于满洲国铁道等借款及委托经营合并契约》、《交通总长满铁总裁间往复文书》等一系列文件，完成了满铁控制东北地区全部铁路的手续。满铁把沈海铁路又改称奉海铁路。

吉海铁路自吉林市北山站、黄旗屯站至朝阳镇，长183公里。1926年11月1日，吉林省议会议决自筑吉海铁路，幷设立筹办处。是月4日省长公署批准官商合办，同时委任李铭书为筹办处总办，齐耀瑭、艾遒芳为帮办。

1926年11月10日，吉海铁路筹办处正式成立幷启用关防。1927年5月8日，吉海铁路筹备处改为工程局，下设总务、工务、车务、会计、总工程五个处，处下设课。吉林督军兼吉林省长张作相主持修建，总工程师为赵杰，副总工程师为张赢舫，1927年6月25日吉海铁路工程局在吉林北山脚下举行吉海铁路开工典礼仪式。吉林省长张作相到会幷讲话。实际上在铁路南端朝阳镇开工。1928年11月20日吉海铁路朝阳镇至磐石段开始营业。1929年5月15日，吉海铁路正式竣工通车。当时吉海铁路总站设在黄旗屯，即今吉林西站。此路由吉林经沈海可入京奉而通关内。1929年7月，吉林总站至吉林分站支线开始施工。因为日本人不准吉海路与吉长路接轨，所以设立吉林分站，以接近吉长路吉林站，满足中转需要。是年8月完成铺轨，12月27日投入运营，吉林分站改名为吉林车站。吉林分站旧址在吉林站以北约0.5公里处，原吉林车辆段附近，现已全无踪影。1930年8月，吉海铁路由黄旗屯站延修至吉林站，但并未与吉长铁路接轨。1931年10月12日满铁把吉海路与吉长路在吉林站接轨。1931年11月1日，熙洽与满铁总裁内田康哉签订契约，出卖吉林省全部铁路主权。后吉林总站改名为黄旗屯站，吉林车站被取消，吉海路的列车改为直接进吉林站。

1933年4月1日，沈海与吉海两线合并为奉吉线，1945年改称沈吉线。

2025年9月10日，沈吉铁路水害整治工程西阳隧道正式开挖。

2025年10月20日，吉林省人民政府发布的《吉林市将构建新功能布局融入长春都市圈》文章中指出吉林市还将与都市圈内兄弟城市共同落实“长春现代化都市圈城市联席会议制度”，建立常态化对接协商机制；谋划推进沈吉铁路扩能改造、吉林市至松花湖至北大湖铁路等重大项目，共建长吉便捷高效通勤圈。

2010年7月28日，因一场特大暴雨，永吉县城遭受了汪洋之灾，火车站也在洪水之下。当时造成铁路中断，25列火车停运，永吉口前站站内职工85人被困，快速列车K7374次运行受阻，900多人滞留。次日，经全力抢救，被困人员安全获救并顺利转移，线路全面抢通。

沈吉铁路自浑河站引出（沈阳北至沈阳东已经拆除）之后沿浑河左岸前行，到达抚顺站（原抚顺北站，下同）和沈抚城际铁路（苏抚线）交汇，逐渐向东北方向走行，在铁背山站前跨越浑河，经清原进入吉林省，在梅河口与四梅铁路、梅集铁路交汇，于烟筒山穿过哈达岭抵达吉林市，是京哈铁路（沈哈段）的平行线，连接辽、吉两省的又一条通道。

浑河站、榆树台站、孤家子站、新园站、深井子站、李石寨站、瓢儿屯站、大官屯站、抚顺站、章党站、南杂木站、苍石站、清原站、长山堡站、英额门站、兴隆河站、草市站、龙山站、山城镇站、黑山头站、宝山站、梅河口站、海龙站、朝阳镇站、团林站、石家站、磐石站、永宁站、明城站、烟筒山站、大梨树站、双河镇站、口前站、马相屯站、欢喜站、大绥河站、南三道站、吉林站（终点，枢纽）。

浑河站：沈丹铁路、沈大铁路、浑揽联络线

抚顺北站：沈抚城际铁路

梅河口站：四梅铁路、梅集铁路

团林站：团杉线

烟筒山站：烟白线、长双烟铁路

吉林站：长图铁路、吉舒铁路

如图片所示，考虑铁路对城市的影响，沈吉铁路吉林市区已经另建西环线。从长图铁路上的九站至马相屯站另建新线路。随着铁路吉林枢纽西环线正式开通运营，承载着无数吉林市民记忆的沈吉铁路吉林市区段已于2024年9月25日停运。为纪念这段历史，吉林市建设了吉海铁路遗址公园·1929项目，该项目从2024年10月27日进场施工，于2024年11月22日向广大市民正式开放。吉林枢纽西环线起自沈吉线马相屯站，沿吉林市环城高速公路西侧外绕，自南三道站进行客货分线，客运线与长图线并行后引入吉林站，货运线经九江联络线引入棋盘站。2024年9月26日凌晨，随着一趟列车驶过马相屯站，新建吉林至珲春铁路吉林枢纽西环线（简称“吉林枢纽西环线”）正式开通运营。吉林枢纽西环线共设马相屯、欢喜、大绥河、南三道、哈达湾5座车站，其中马相屯站、哈达湾站为既有站，欢喜站、大绥河站、南三道站为新建车站，三座新建站均为四等站，主要办理客货列车到发业务。

受沈白高铁建设影响，沈吉铁路沈阳北——沈阳东区间线路已经拆除完毕，客运列车于沈阳站开出后经沈大线、苏抚线运行至抚顺站后并入沈吉铁路。