2015年年底，敦煌铁路柳敦段电气化改造完成。

2016年4月27日，敦煌铁路柳敦段铁路电气化改造后正式开通。

2018年8月，敦煌铁路柳敦段提速改造工程开工。

2019年7月10日，敦煌铁路柳敦段提速改造完成投入运营。

2010年9月1日，敦煌铁路敦格段环境影响报告书获批。

2011年6月，中国国家发改委批复新建敦煌至格尔木铁路可行性研究报告。

2012年10月，敦煌铁路敦格段开工建设。

2017年1月，敦煌铁路敦格段马海站—饮马峡站间开通客运业务。

2018年10月1日，敦煌铁路敦格段敦煌站—肃北站间开通客运业务。

2019年5月24日，敦煌铁路敦格段重点控制性工程当金山隧道铺轨贯通。12月18日，敦煌铁路肃北站—马海站间开通运营，标志着敦煌铁路敦格段全线开通运营。

2018年6月，《新建兰新高铁至敦煌铁路联络线及敦煌铁路提速改造工程环境影响报告表》编制完成。9月20日，敦煌铁路与兰新高速铁路联络线竣工。

2019年11月，《新建兰新高铁至敦煌铁路联络线及敦煌铁路提速改造工程竣工环境保护验收调查报告表》编制完成。

截至2019年12月，敦煌铁路共设置29个车站，其中甘肃省境内14个，青海省境内15个。全线办理客运业务的车站共有8个，分别为瓜州站—敦煌站—阿克塞站—肃北站—马海站—鱼卡站—大柴旦站—饮马峡站。

敦煌铁路柳敦段位于甘肃省酒泉市，线路接轨于兰新铁路柳沟站，折向西南行经瓜州，与S314省道并行至敦煌，线路全长162千米。

敦煌铁路敦格段线路北端接轨于敦煌站，外绕敦煌市区后沿215国道而上，穿沙山沟经阿克塞、肃北县境，走行于当金山前，至长草沟前入隧道，翻越当金山后，于苏干湖盆地进入青海省海西州境内，翻越赛什腾山，经鱼卡、大柴旦行委，于青藏铁路西格段的饮马峡车站接轨，线路全长506.126千米。

敦煌铁路至兰新高速铁路联络线位于酒泉市瓜州县，线路自兰新高速铁路柳沟南站引出，折向西南，接轨于敦煌铁路双塔站，线路全长7.0582千米。

2006年8月5日，敦煌铁路柳敦段开通运营。开通初期，运行兰州至敦煌的Y667/8次和K9667/8次、嘉峪关至敦煌的7535/6次、北京至敦煌的K41/2次和西安至敦煌的K367/8次共计5对客运列车。

2016年4月27日，敦煌铁路柳敦段开始运行电力机车。

2017年初，敦煌铁路敦格段马海站—饮马峡站间开通客运业务，逢周三开行西宁至马海的7583/4次共计1对客运列车。

2018年9月20日，敦煌铁路柳敦段开始运行兰州至敦煌的动车组列车。10月1日，敦煌铁路敦格段敦煌站—肃北站间开通客运业务，开行敦煌至肃北的7527/8次共计1对客运列车。

2019年12月18日，敦煌铁路敦格段全线开通运营，标志着敦煌铁路全线开通运营。原西宁至马海的7583/4次列车延长区间至敦煌，开行西宁至敦煌的K1121/2次共计1对客运列车。

2016年7月1日至8月9日，敦煌铁路柳敦段累计发送旅客11.4万人，同比增加18.9%。单日旅客发送人数连续突破4000人次。

敦煌铁路柳敦段运行的客运列车主要为25G型、25K型客运列车；客运机车主要为东风11型内燃机车、东风11G型内燃机车、和谐1D型电力机车；动车组列车主要为和谐号CRH5型电力动车组列车。

敦煌铁路敦格段运行的客运列车主要为和谐1D型电力机车牵引25G型客运列车。

敦煌铁路使用红外线监控系统，在沙漠地段做到无人值守，保持全天候通车。

敦煌铁路使用分散自律式CTC调度集中系统，支线采用TDCS列车调度指挥系统，实现了运输调度指挥和管理的远程化、信息化、智能化。

敦煌铁路横跨甘肃省西北部及青海省西部，从北向南经过安敦盆地、祁连山北麓冲、洪积倾斜平原、祁连山山地、柴达木盆地四个地貌单元。沿线气候当金山以北为中温带干旱气候区，降水量小，蒸发量大，冬冷夏热，空气干燥；当金山以南至柴达木盆地北缘地区属高寒半干旱气候区，干旱少雨，日较差大，四季不分明，冬季酷寒而漫长，夏季短暂而不热，全年气温低，是典型的大陆性气候。沿线区域地表植被稀疏，以荒漠和戈壁为主，水土流失剧烈，土壤侵蚀类型以风力侵蚀为主。根据《甘肃省人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告》和《青海省人民政府关于划分水土流失重点防治区的通知》，线路所经区域为水土流失重点治理区和水土流失重点监督区。

敦煌铁路穿越汉长城遗址、五墩墓群、瓜州疏勒河中下游保护区等遗址和自然保护区，线路接近百齐堡古墓群、悬泉置遗址、空心墩遗址、新店子墩烽火台遗址、五墩烽燧遗址等遗址古迹，对线路的建设提高了要求和条件。

由于受气候、土壤和水热条件差异的影响，天然植被种类单调、稀疏、低矮，植被类型以温带荒漠植被为主；野生动物分布较为集中，线路沿线有较多的自然保护区，对线路的建设提高了要求和条件。铁路沿线也常有狼等凶猛野生动物出没，给线路建设增加了困难。

当金山隧道全长20.14千米，是敦煌铁路敦格段的控制性工程，也是建设时期中国铁路在建的最长单线隧道。

当金山隧道挖掘使用了中国国产的多功能地质钻机，可以准确制定机械施工的配套方案，也能有效预防突水等事故的发生。

沙山沟特大桥是敦煌铁路敦格段的重难点工程，大桥全长10.9千米，设计桩基1834根，墩台324个。大桥位于库姆塔格沙漠内。由于沙山沟年蒸发量是降雨量的200倍，气候干燥，常年大风，筑桥需预防桥墩水泥干裂。

沙山沟特大桥的建成为西北沙漠地区修建高速铁路提供了可借鉴的经验。

敦煌铁路敦格段建设时开展的《敦格铁路甘肃段建设对鼠疫流行潜在传播危险性评估及防控对策研究》科研项目获2018年度“甘肃医学科技二等奖”。

截至2019年12月，敦煌铁路为国铁Ⅰ级单线电气化铁路，预留有复线条件。

敦煌铁路打通了沿线地区矿产资源运输大通道，成为西北铁路网重要的交通通道之一，加快了沿线地区资源开发。敦煌铁路开通运营后，西部路网布局进一步完善，对释放青藏铁路运输能力，促进甘、青、新、藏四省区对外经济文化交流和贸易发展具有十分重要的意义。（甘肃省人民政府 评）

敦煌铁路是青藏铁路与兰新铁路两大铁路干线的重要连接线，与兰青铁路、兰新铁路、青藏铁路串联成中国西北地区的首条环形铁路网，与格库铁路相交汇成西北通向中亚的第二条国际通道，串起新疆、甘肃、青海、西藏四省区，填补了这一区域的路网空白，改变了中国新疆、西藏乃至中亚国家之间铁路运输迂回绕行的历史，新疆和西藏之间运输距离将缩短1100千米，省时近10小时，方便了沿线人民群众出行，带动了当地乃至西部地区旅游业发展。（新华社 评）