海南西环铁路是中国海南省境内的高速铁路，是海南省“十二五”期间的头号基础设施工程，为国家八纵八横包（银）海通道的组成部分，是截至2015年海南投资规模最大的基础设施建设项目。

2010年10月，国家发改委下发了《关于新建海南西环铁路项目建议书的批复》；同年12月30日，海南西环铁路奠基。

2011年7月7日，国家发改委下发了《关于新建海南西环铁路可行性研究报告的批复》。

2012年9月28日，海南西环铁路三亚站至凤凰机场段主体工程正式开工；同年12月24日，铁道部下发《关于新建海南西环铁路初步设计的批复》（注：海口至凤凰机场段）。

2013年9月29日，海南西环铁路海口至凤凰机场段各中标单位进场施工，标志着海南西环铁路全线开工建设。

2015年3月21日，海南西环铁路全线13座隧道贯通；同年6月30日，海南西环铁路全线正线轨道铺通；9月20日，海南西环铁路主体工程静态验收完成，同月30日，海南西环铁路全线接触网送电；10月13日起，海南西环铁路启动联调联试；11月20日，海南西环铁路正式试运行；12月10日，海南西环铁路初步验收完成，12日至15日，海南西环铁路初步安全评估，22日，海南西环铁路通过中国铁路总公司（今中国国家铁路集团有限公司）安全评估，30日，海南西环铁路 通车运营。

海南西环铁路北起海口市，途经澄迈县、临高县、儋州市、昌江黎族自治县、东方市、乐东黎族自治县，接入三亚市，全长345千米，在既有的海口站和三亚站与海南东环铁路接轨形成闭环。

截至2015年12月，海南西环铁路设有车站16个，即海口站、老城镇站、福山镇站、临高南站、银滩站、白马井站、海头站、棋子湾站、东方站、金月湾站、尖峰站、黄流站、乐东站、崖州站、凤凰机场站、三亚站。

2016年1月10日起，海南西环铁路共开行动车组15对（含环岛动车组经西环线2对），其中日常开行13对（含环岛车2对），备用线2对（均为海口东至三亚间）；终到海口站7对，终到海口东8对（含环岛车2对、备用线2对）。

2015年12月30日至2016年4月6日，海南西环铁路累计发送旅客112万人。

2017年1月至5月，海南西环铁路发送旅客241万人，同比增加54.5％。

2018年2月1日至2月15日，海南西环铁路发送旅客31.3万人。

2019年铁路春运期间，海南西环铁路累计运输107.17万人。

2016年11月，海南西环铁路使用和谐号CRH1A-A型电力动车组，该动车组是基于CRH1型和CRH380D型动车组成熟技术基础上进行深化设计，列车1号车厢为一等车，其余为二等车，中间5号车为餐车/二等车合造车。

2021年4月，复兴号CR300AF型电力动车组在海南西环铁路上运营，该型动车组采用为低阻力线型头型，车体更加平顺，总长度208.95米，编组形式为8辆短编组，包含1辆一等座和7辆二等座车厢，总定员613人，具有运行噪音低、安全系数高、运能更大、节能环保等显著特点，能够适应各种复杂的运行环境。

海南西环铁路属热带海岛型高铁，防风、防腐蚀等是施工必须攻克的难题。 铁路所处地区环境气象条件恶劣，易受台风天气影响。

海南西环铁路首次运用了桥梁转体技术。海南西环铁路海口段施工的设计上，遇到了与粤海铁路和天涯水泥厂专用线两条铁路线的交叉。为减少施工对既有铁路线的干扰，确保行车安全，施工部门采用异位悬臂灌注转体就位施工法，即先对交叉两侧海南西环铁路的主墩、箱梁进行预制施工，再采用转体合龙的办法跨过两条铁路。

海南西环铁路是海南省“十二五”期间一号重大基础设施工程和民生工程，对促进海南省经济社会发展具有十分重要的意义。（海南省人民政府 评）

海南西环铁路项目建成后，将与东环铁路连接形成环岛快速铁路通道，构筑起海南现代交通运输体系，大大缩短海南西部沿线市县的时空距离，提升海南国际旅游岛基础设施水平，打造海岛“三小时经济圈”。（《海南日报》 评）

海南西环铁路的建成通车，将极大改善儋州的交通条件，为实现儋州跨越发展、改善民生等带来重大机遇。（时任儋州市市长张耕 评）