Z3/4次列车是中国铁路北京局集团有限公司运行于首都北京市至西部重庆市之间的直达特快列车，自2004年4月18日起开行，由北京客运段直达车队负责客运任务，是在第五次大提速之后，北京与武汉之间开行的4对直达特快列车中的一对，为新开行的两对列车之一（Z37/38次列车为原T37/38次列车升级而来，Z77/78次列车为原来的T77/78次列车升级而来）。列车使用25T型客车，沿京广铁路及宁蓉铁路运行，全程2050公里，途经北京市、河北省、河南省、湖北省、重庆市三省两市。其中北京西站至重庆北站运行18小时24分，使用车次为Z3次，重庆北站至北京西站运行18小时49分，使用车次为Z4次。2024年1月10日，经过国铁集团2024年第一季度调图，该车已由Z3/4次更为D3/4次列车，同时延长至重庆西终到。

2004年4月18日实施第五次大提速，并开行18对“点到点”直达特快列车，其中包括北京西至汉口的Z3/4次，这班列车由北京铁路局担当，使用新造的国产25T型车底，采取全卧铺编组。首班Z3次列车于2004年4月17日晚20时42分从北京西站开出，次日早6时52分到达汉口站。首班Z4次则于4月18日从汉口开出。

2009年6月21日，由于京沪Z21/22次停运，Z3/4次列车改用原Z21/22次列车的BSP车底，本务机车由韶山9型电力机车改为东风11G型内燃机车担当，原有的25T型DC600V车底转配中国铁路兰州局集团有限公司，并用于新增的京兰Z55/56次列车。然而此调整过后，该列车软卧的售出率一度高于软座。

2012年7月1日，北京西—汉口Z3/4次延长至宜昌东。同年12月，该列车在京广高速铁路开通后得到保留。

2015年3月20日，Z3/4次列车再次更换国产25T型DC600V车底，全程硬座票价177.5元，与宜昌最早的进京列车T50次相差无几（仅多4元），但运行时间仍比T50次列车快5小时54分。

该列车在2016年春运期间临时延长至重庆北。春节后缩回宜昌东。

2016年7月1日，Z3/4次列车双向延长至重庆北。

2016年7月10日，经过京广铁路的Z3次停运。

2024年1月10日，该车已由Z3/4次更为D3/4次列车。

Z3/4次列车在开行初期曾使用国产25T型列车，在京沪间运行的Z21/22次列车停运后更换青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司（BSP）制造的25T型客车。席别分为软卧、软座两种。软卧车票与特快列车相同。2015年3月20日，再次更换为国产25T型客车，原有的BSP车底也自同年4月20日起被用于北京至秦皇岛的Y509/510次列车，还有一部分成为热备车底。现编组18辆，其中硬座和硬卧各8辆，软卧和餐车各1辆。

数据截至2024年1月13日：