湖杭铁路自湖州站引出，接入杭黄客运专线桐庐站，为双线高速铁路，设计速度350公里/小时，正线长度128.992公里，联络线长6.796公里。

2019年9月17日下午，杭州西站枢纽暨湖杭铁路工程开工。

2017年10月18日至19日，杭州市铁路枢纽规划刚刚批复后不久，国铁集团在杭州组织召开了湖州市至杭州西至杭黄连接线（含杭州西站）预可研审查会。

2018年3月28日，铁路总公司鉴定中心带队对新建湖州至杭州西至杭黄铁路连接线进行现场踏勘。3月29日至31日在杭召开了可研审查会。铁路总公司、铁路中国铁路上海局集团有限公司集团、浙江省发改委、省交投集团、杭州市发改委、西湖区、余杭、富阳区、临安、桐庐区（县）政府等参加会议。市交投集团董事长章舜年、副总经理郦仲华等参加。

可研审查会听取了铁四院关于新建铁路项目的运量预测、建设方案、技术建议、工程内容、投资估算等的介绍，与会人员对铁路引入枢纽方案、接轨方案、用地及拆迁，铁路西站等站点车场布局、轨面标高、综合开发等展开交流，对下一步西站枢纽建设提供了宝贵的意见和建议。

随着本次新建湖州至杭州西至杭黄铁路连接线可研审查会的召开，项目即将由可研阶段跨入初设阶段，向年底开工的进度目标又迈出了实质性的一步。市交投集团将继续加强与铁路部门的对接，加快推进西站枢纽及相关引入线路的规划建设。

2019年6月6日，湖杭铁路初步设计获国铁集团和浙江省人民政府联合批复，湖杭铁路全线设湖州市（接轨站）、德清县、杭州西、富阳西、桐庐县东、桐庐（接轨站）6个车站。9月17日下午，杭州西站枢纽暨湖杭铁路工程开工。

2021年4月21日，由中铁四局承建的湖（州）杭（州）铁路大圩里特大桥上跨杭州地铁16号线、杭州－瑞丽高速公路、G329国道现浇连续梁84#墩T构成功转体。5月4日，由中铁四局承建的浙江湖州至杭州铁路全线最大跨度桥梁——大圩里特大桥跨南苕溪连续梁顺利合龙。5月25日晚，湖杭铁路全线最后一座隧道竹园隧道顺利实现贯通。至此，湖杭铁路全线33座隧道全部贯通，为冲刺铺架奠定了坚实的基础。8月29日11时18分左右，在浙江湖杭铁路中铁五局集团有限公司承建的4标段，施工人员操纵架桥机将最后一孔箱梁成功架设在杭州西站东端咽喉区特大桥上，湖杭铁路箱梁架设全线完工。8月31日，杭州第19届亚运会重点配套项目——湖杭铁路的富春江特大桥主桥合龙。10月25日凌晨1时40分，随着最后一方混凝土浇筑完成，浙江湖杭铁路最后一座转体连续梁——余杭特大桥边跨合龙，标志着湖杭铁路线下工程全线贯通，将于今年12月具备铺轨条件，2022年杭州亚运会前建成通车。12月，湖杭铁路（完工后正式名称为合杭高铁湖杭段）富阳段无砟轨道板铺设完成，这也意味着湖杭铁路全线无砟轨道施工顺利完成，为下一步钢轨的铺设打下基础。12月23日，湖杭高铁全线正式进入铺轨阶段。

2022年1月14日，湖杭铁路正线轨道贯通。4月，湖杭铁路新建的三座牵引变电所同时向两边供电臂送电，伴随着供电臂终端验电检测完成，湖杭铁路全线接触网一次送电成功。

湖杭铁路北起湖州市，途经德清县和杭州市余杭区、富阳区，南至桐庐县。线路全长137.7公里，速度目标值350公里/小时，投资估算283.4亿元，其中富阳境内线路总长约38.8公里。项目计划于2018年年底前开工建设，杭州第19届亚运会前建成通车。

湖州至杭州西至杭黄铁路连接线北面的杭州至湖州段，其实就是商合杭高速铁路，建成后将连接宁杭高速铁路、沪苏湖高速铁路，从杭州西站出发，可以去中部的合肥市、商丘市，北部的南京、北京，东部的上海市、苏州市。南面一段，在桐庐将分别连接杭黄客运专线和杭温高速铁路。杭州西站也将开通前往黄山市的高铁，到时候市民想去黄山游玩，杭州西、杭州东两座火车站任选。

湖州至杭州西至杭黄铁路连接线是国家高速铁路网主骨架商合杭、宁杭铁路的南延通道，是沪昆铁路南昌以东段的辅助通道；是长三角城际铁路网的组成部分和全面实现浙江省1小时交通圈的关键性工程。项目的建设，对于富阳区接轨长三角，融入全省大湾区大花园大通道大都市区建设，加快富阳经济社会发展将起到积极的推动作用。

2021年12月15日，中铁电气化局集团有限公司上海电化公司承建的湖杭高铁桐庐牵引变电所房屋顺利封顶，这也是湖杭高铁首座封顶的牵引变电所房屋。