大同作为山西省第二大城市，同时也是'十四五'规划的全国八十个交通枢纽城市之一，尤其在铁路方面，过去在普铁时代，大同是全国非常重要的铁路枢纽，拥有百年历史的大同火车站更是整个山西省仅有的两座铁路特等站之一，其站场规模甚至比省会的太原火车站还更大，在普铁时代，大同是沟通华北和西北，连接晋、冀、蒙三省区的枢纽城市，然而在如今的高铁时代，大同仿佛被遗忘了一般，高铁的通达范围相比于普铁简直是一落千丈。
从严格意义上来讲，大同目前只有一条高铁，这条线路就是张大高铁，这是一条设计时速为250公里每小时的高铁线路，从河北张家口的怀安站往南连接山西大同的大同南站，并在怀安站汇入张呼高铁前往张家口，进而通过京张高铁最终抵达北京。然而事实上在全国高铁网中，大同南站还接入了另一条高铁线路，这条高铁就是大西高铁，只不过这条高铁实际上还没有通到大同境内，目前大西高铁只开通了原平西站至西安北站，虽然大同南站也开通了经大西高铁南下的动车组车次，但是大同至原平段暂时借用韩原铁路运行。
也正是因为大西高铁并未实际通到大同，导致现在大同的高铁出现了一个非常不可思议的怪异现象，从大同坐动车前往省会太原甚至不如前往北京方便，从列车时刻表查询显示，目前从大同南站开往太原方向的图定动车组车次只有九趟，而开往北京方向的图定动车组车次却有十八趟，整整两倍之多，从早上七点一直到晚上八点多，几乎每个小时都有一趟车次开往北京的清河站或者北京北站，然而开往太原站或者太原南站则间隔一两个小时才有一趟车次。
大同开往太原的动车组车次之所以如此之少，主要症结就在于韩原铁路，这是一条主要服务于山西煤炭外运的重载铁路，只是为了方便大同与省内其他城市联系，才安排了少量动车组车次运行，但是由于韩原铁路货运繁忙，无法给动车组列车安排太多运行时刻，导致大同南下的动车开行密度严重受限，这样的局面一直要等到集大原高铁的开通才能得到缓解。
从大同南站乘坐动车到北京清河站的里程是327公里，最快用时为1小时43分钟，到北京北站的里程是338公里，最快用时为1小时45分钟，其余车次用时在两个小时左右。到太原站的里程是267公里，最快用时为1小时49分钟，太原南站的里程是276公里，最快用时为2小时零9分钟。
从车次开行的密度也可以反映出大同人其实更愿意往北京跑，不仅在高铁时代，大同前往北京比前往太原更加方便，就连普铁时代，大同的铁路与北京的联系也更加密切，连接大同和北京的京包铁路早在1914年就已经建成通车，而连接大同至太原的北同蒲铁路则比京包铁路晚通车二十九年之久，如今从大同前往北京的普速列车更是多达十六趟，而前往太原的普速列车却只有七趟。
