线路开通后，从呼和浩特至太原将从5个多小时缩短至2.5小时左右，从呼和浩特、包头等可直达华北、东北地区。
根据国铁集团文件，集宁至大同段命名为乌大高铁，大同至原平段太善村线路所至怀仁东段(不含)纳入张大高铁、怀仁东至樊家庄线路所段纳入大西高铁，也就是大西高铁的起点为怀仁东站。
2009年12月，国家发改委批准大西铁路可行性研究报告，随后开工建设，其中大同至原平段前期利用北同蒲三四线，也称为韩原铁路。
2014年7月1日，大西高铁太原南至西安北段开通运营。
2018年9月28日，大西高铁原平西至太原南段开通运营，2019年起先期利用韩原铁路开行至大同动车组列车。
2016年2月，山西省决定建设大原高铁，可研报告于同年7月获山西省发改委批复。
2016年8月12日，大原高铁开工仪式在朔州东站站址举行。
至此，项目一切顺利，但是大原高铁至完成了车站范围内约2.2公里的路基和通涵施工，其余段落没有实质性开工。
2016年11月，集大高铁预可研究工作启动，2018年11月完成。
2017年4月，大原高铁初步设计获批，同年7月完成站前工程施工图设计，具备全线开工条件。
但是，受政策调整以及项目投资、建设和运营等诸多因素影响，大原高铁项目被搁置。
2018年12月，集大高铁、大原高铁合并为集大原高铁，并由国家发改委立项，国铁集团主导。
2019年12月，集大原高铁项目正式获得国家发改委批复。
2020年6月，集大原高铁山西段控制性工程恒山隧道开工，整个项目顺利推进。
2020年9月，集大原高铁内蒙古段控制性工程前旗隧道开工。
