2000年12月16日，渝怀铁路正式动员大会。作为当年西部大开发十大重点工程之一，时任国务院总理的朱镕基为开工表示祝贺。
2001年3月8日，渝怀铁路控制性工程沙坝隧道开工。
2001年3月15日，控制性工程人和场隧道开工，2002年6月26日全隧道贯通。
2001年3月28日，控制性工程彭水隧道开工，2002年12月9日全隧贯通。
2001年4月14日，控制性工程金洞隧道开工。
2001年4月16日，渝怀线上最长的隧道圆梁山隧道开工。
2001年4月18日，控制性工程歌乐山隧道开工，2002年12月10日隧道贯通。
2001年4月22日，控制性工程长寿长江特大桥开工。
2001年5月9日，控制性工程板桃隧道开工。
2001年5月14日，控制性工程井口嘉陵江大桥开工，2003年3月21日该工程完工。
2001年8月25日，控制性工程武隆隧道开工，2003年2月8日隧道贯通。
2001年9月1日，控制性工程重庆江北客站开工。此后，渝怀铁路进入全面施工。
2002年9月30日上午9时50分，渝怀铁路第一节轨排落地，标志这渝怀铁路开始铺轨。
2005年4月6日上午9点，渝怀铁路在黔江区正阳镇5公里外正式合龙，这标志着渝怀铁路全线贯通。铁路建设进入后期扫尾阶段。圆梁山隧道：全长11068米，为渝怀铁路全线十大控制性工程之首，隧道地质异常复杂，有洞中洞、洞中河、洞中桥等超高难度结构，堪称现代铁路建造的一个奇观。
黄草乌江大桥：位于重庆市武隆县境内，全长410米，主跨168米，为目前国内同类铁路双线桥梁中跨度最大的桥梁，有“中国铁路桥梁第一跨”之称。2003年11月25日合龙。
