武广高铁设计速度时速达到350公里。
2009年12月26日，武广高速铁路开通运营，初期最高运营速度350千米/小时，后来降速至时速310公里。武广高速铁路为京广高速铁路的南段，位于湖北、湖南和广东境内，北起武汉市洪山区的武汉站，向南途经武汉市江夏区、咸宁、赤壁、岳阳、汨罗、长沙、株洲、衡阳、郴州、韶关、清远和广州市花都区，南到广州市番禺区的广州南站。
2009年12月26日，武广高速铁路每天开行28对高速动车组，其中广州至武汉每天开行21对，广州至长沙每天开行5对，长沙至武汉每天开行2对，武汉至广州的旅行时间由原来的11小时缩短到现在的3小时左右，长沙到广州直达仅需2个小时。
截至2010年6月26日，武广高速铁路运营半年，开行高速动车组11608列。7月1日，武广高速铁路最高日开行“和谐号”动车组列车将由33对增至63对。截至12月27日，武广高速铁路运营一年，累计开行列车3万余列，每天开行80对高速动车组。
2011年1月19日，武广高速铁路开始试行实名制车票乘车。1月22日，武广高速铁路每天开行88对高速动车组。
2012年4月1日零时起，武广高速铁路正式联通广深港高速铁路实行新的列车运行图，武汉至深圳开行10对高速动车组列车，全程最快仅需4小时13分。
车辆设施
截至2009年12月，武广高速铁路采用拥有完全自主知识产权、具有世界先进水平的中国国产CRH2C和CRH3型“和谐号”高速列车，其中CRH2C型人均能耗为12.7千瓦/人；人均空车载荷为0.6吨/人，这两项指标均比其他同等级别的高速动车组低16%以上，CRH3型“和谐号”动车组由中国北车集团唐车公司研制。
列车系统创新了大断面宽车体、高速轮轨、高速受流、高速制动、人机界面等关键技术，在牵引系统、制动系统、高速转向架、车体空气动力学等方面的技术处于当今世界领先地位，牵引功率达8800千瓦，具有更好地启动加速和持续高速运行的能力。
2010年12月3日，武广高速铁路正式开行中国高速动车组CRH380A，该高速列车持续运营时速350千米，最高运营时速380千米。
2018年7月1日，武广高速铁路使用复兴号列车，是以银白为主色、枣红装饰色的CR400AF-A型。
目前运行的武广高铁时速最高是350公里，最快从广州北到武汉站是3小时多点，到长沙是2小时多点。由南到北依次途经广州北，清远，韶关，郴州，耒阳，衡阳东，衡山，株洲西，长沙南，汨罗，岳阳，赤壁，咸宁，到武汉站。“在运行速度方面，设计最高时速350公里的高铁，按时速300公里运行；设计最高时速250公里的高铁，按时速200公里运行；既有线提速到时速200公里的线路按时速160公里开行。速度下调的列车，票价也做适当下浮。所以目前的最高速度为300km/h
