1952年9月开工，1955年6月通车，11月交付运营。这条铁路是避开原京张铁路关沟段33‰大坡道的另一通道，是当年詹天佑修建京张铁路时所选的几条线路中认为较好，但因造价较高而被迫放弃的路线。

1963年初增建第二线。1972年，丰沙线複线改建完成，1984年完成电气化。

全线隧道密集，上行线共隧道65座，下行共隧道67座，其中上行056号隧道长19.8米，是丰沙线同时也是中国準轨铁路最短的隧道。

2016年6月，运行60年的丰沙铁路将迎来一次大改造。为了让长安街西延至门头沟，丰沙铁路4.97公里的路段将钻入地下，力争在2018年6月实现竣工通车。丰沙铁路改建工程完工后，将由原紧贴永定河大堤的位置东移50米，改从首钢老厂院内通过。

线路从丰台站向西引出，上跨西四环路沿丰台西路向西，上跨京港澳高速公路与由丰台西站向北引出的正线汇合併与京广铁路分离，在石景山南站与京原铁路分离，沿永定河向西北下穿京广高铁和京广铁路西良段，在三家店站与京门铁路分离。向西过永定河，进入太行山区的“军都陉”和“蒲阴陉”逆永定河而上，在雁翅站到邢家堡站区间上下行线分离并行于河两岸，多段有上下行交叉，在官厅水库西侧会合折转北上，下穿大秦铁路和京新高速公路，在沙城站併入京包铁路，总共八次跨过永定河，设定大小桥樑81座。

丰沙铁路建成通车后，使北京至包头间的运输能力不再受八达岭地段大坡道线路的限制，并成为晋煤外运的主要通道。现在由北京发往张家口方向的大部分客运列车也已改行丰沙线。起止：东南起首都北京市，西北到河北省怀来县。

丰沙铁路东南通过北京铁路枢纽与京山、京广、京秦等干线相通，西北自沙城併入京包铁路複线。全线线路中段的七号大桥，犹如一架彩虹飞跨于军都山脉峻岭之间；京西最大的水库官厅水库别有风光。

丰沙铁路烈士纪念碑矗立在丰沙线进山的第一个隧道之前，琉璃渠村一个不起眼的农家小院旁边，碑文记录了丰沙铁路的修建过程以及英勇的铁道兵在与洪水、风沙、落石、塌方等恶劣自然条件抗争的过程中英勇献身的动人故事。105公里的铁路，108位永载史册的烈士，日夜倾听着列车的穿梭。当电气列车穿行在美丽的永定河峡谷，旅客们也许应该记起他们。

丰沙线是为了缓解京包线运能不足而修建的铁路，继丰沙一线1955年通车后，因运量加大、运能紧张而增建二线。 其中的永定河7号大桥首次採用跨度150米的装配式钢筋混凝土拱桥新技术，矢高40米，形式美观，并节省大量钢材。该项新技术是中国首创，属当时亚洲之冠，于1978年获中国科技大会奖。

下行：

丰台-石景山南-养三-三家店-斜河涧-落坡岭-安家庄-雁翅-珠窝东-沿河城西-幽州东（现已拆除）-旧庄窝东-官厅西-邢家堡-沙城

上行：

沙城站-邢家堡站-官厅站-旧庄窝站-幽州站（现已拆除）-沿河城站-珠窝站-雁翅站-安家庄站-落坡岭站-斜河涧站-三家店站-养三站-石景山南站-丰台站

北京段为丰台-幽州区间，河北段为幽州-沙城区间

全线长隧道一览：

001号隧道 1075.7米。

015号隧道 1660.5米。

029号隧道 2273.3米。

026号隧道 1707.1米。

035号隧道 1302.2米。

036号隧道 1295.1米。

038号隧道 2400.1米。

040号隧道 1760.6米。

002号隧道 1330.3米。

009号隧道 1010.7米。

012号隧道 1632米。

014号隧道 1000.3米。

016号隧道 2435.2米。（丰沙线最长隧道）

018号隧道 2187.5米。

035号隧道 1692.4米。

039号隧道 1173.3米。

042号隧道 1756.7米。

丰沙铁路烈士纪念碑矗立在丰沙线进山的第一个隧道之前，琉璃渠村一个不起眼的农家小院旁边，碑文记录了丰沙铁路的修建过程以及英勇的铁道兵在与洪水、风沙、落石、塌方等恶劣自然条件抗争的过程中英勇献身的动人故事，105公里路段总共有108名烈士，平均每一公里都有一个人牺牲。

丰沙铁路英雄纪念碑

碑身为汉白玉石质；碑顶为金字塔形，碑阳额面是铁路路徽，碑身上刻“修建丰沙线烈士永垂不朽”11个字，下面基座上刻“1952—1955”，碑阴上刻的是修建丰沙线的经过：丰沙线自1952年十月施工，1955年7月1日接轨通车，提前完成半年之久。修建丰沙线铁路共有四万余人，有集体转业原中国人民解放军铁路工程第八师，有原各营业线的职工，有祖国各地的农民兄弟组成的这支建设队伍，在与坚石、塌方、流沙、洪水、烈火展开斗争中，共有108名同志献出了自己的宝贵生命。

丰沙铁路转体斜拉桥是北京市六环路109国道分离式立交桥工程的重要组成部分，也是六环路全线最关键控制性工程。大桥跨越繁忙的丰沙铁路(每8分钟就有一趟列车经过)，与铁路线相交角度约40°。主桥全长263米，採取四跨连续子母塔单索麵预应力混凝土斜拉桥结构，桥面宽30.26米，双向六车道。主塔採用塔、梁、墩固结体系，塔高33米，子塔採用塔、梁固结体系，塔高19米。是世界上首次採取墩顶转体的斜拉桥。转体箱梁全长182米，单铰转体总重量达15000吨，在同类型桥樑中居世界之首。

1994年七八月间，山西警方为保障晋煤外运，在丰沙铁路怀来县一带开展了一场打击盗窃铁路物资的专项斗争，一次就抓获5个团伙30多人，仅缴获盗割的铁路备用钢轨就达100余吨！据警方介绍：这些团伙成员大都吃“铁路饭”几年甚至十几年了，抓住罚，放了再乾再抓，早已成职业盗贼了。“要想富，偷铁路，一夜一个万元户”，早成为若干铁路沿线上贼帮们风行的口头禅。

2005年1月16日、17日，被告人何世文先后两次伙同他人窜至丰沙铁路线上行9.235千米处，用钢锯将铁路旁的继电器双层箱锯开，拆盗三台轨道变压器，总计价值人民币2700元。丰沙铁路线因此中断行车118分钟，因停车造成经济损失118 000元。经审理查明，何世文拆盗的轨道变压器是铁路行车需要的信号设备，该设备被盗后破坏了轨道电路的完整和信号联锁关係，足以导致列车颠覆。北京铁路运输法院认为，被告人何世文採取拆盗的方法故意破坏正在使用中的铁路设备，足以使火车发生倾覆危险，尚未造成严重后果，其行为侵犯了交通运输的安全，已构成破坏交通设施罪。鑒于被告人何世文在审理期间认罪态度较好，对其酌情从轻处罚，依法作出上述判决。