大西高铁是2016版国家《中长期铁路网规划》中的京昆高铁通道的重要组成部分，设计时速250公里，预留了300~350公里的提速条件，此高铁分段建设分段开通：太原南至西安北区段，于2014年7月开通运营；原平西至太原南区段，于2018年9月开通运营。
图1 大西高铁的位置
北京至西安高铁线路1，途经“北京西-石家庄-太原-西安北”，里程1058公里，如图2所示，它利用了京广高铁、石太客运专线、大西高铁。因石太客运专线设计时速250公里，实际运营时速不超200公里，这条线路其实是2016年规划中的最正宗的京昆高铁通道成都线路的一部分，现在沦落到长途跨局高铁动车都不愿意通过的地步。即使大西高铁提速至300公里/小时，京广高铁提速至350公里/小时，石太客运专线的低速负面影响仍然存在，这条最近的线路却不是最快的线路。
图2 北京至西安高铁线路1
北京至西安高铁线路2，途经“北京西-保定西-忻州西-望都北-太原西-西安北”，里程竟然也是1058公里，如图3所示，它利用了远期规划的京太高铁、在建的雄忻高铁和大西高铁。在大西高铁提速至300公里/小时后，北京至西安走这条线路可实现全线300公里/小时的时速，旅行速度将大大提升。但北京西经保定西至太原的高铁，沿途至少有望都北和忻州西的两个跨线接驳点，这条线路难以达速350公里运营，虽然里程最近，但也不是旅程时间最短的线路。
图3 北京至西安高铁线路2
北京至西安高铁线路3，途经“北京西-石家庄-郑州东-西安北”，里程1140公里，如图4所示，此线路利用了京广高铁、郑西高铁，虽然比以上两条线路多出82公里，但北京西-石家庄-郑州东，沿线很顺畅，且已达速350公里运营，郑州东至西安北将来也有望提速至350公里，另外此线路避开了限速严重的太原枢纽以及忻州西、望都北的两个跨线点，所以完全可以抵消多出的82公里里程的不利影响，因此这条线路仍然是北京至西安的最快高铁。
图4 北京至西安高铁线路3
大西高铁开通运营以来，因运营速度较低，效率较低，导致北京至西安、成都方向的的跨局长途车次宁可走京广高铁和郑西高铁，绕道郑州，也不愿走太原。在大西高铁提速至300公里/小时运营后，北京经太原至西安的车次将会大幅增加，给太原、临汾、运城等沿线居民的出行带来极大便利。但少部分大站标杆车还会保持原来的线路，继续走比较顺畅的京广高铁和郑西高铁。
