神朔铁路（Shenmu-Shuozhou Raiway），起自大柳塔止于朔州西，与神延铁路接轨，同北同蒲铁路、朔黄铁路、包神铁路贯通。正线全长266公里，总投资23亿元人民币。是我国第二条西煤东运的大通道神黄线的一部分，主要承担神府东胜煤田的煤炭外运任务，单线设计运输能力为3500万吨。2002年3月开工建设复线，复线全线贯通后的运输能力为每年1.4亿吨。近几年的年运量都维持在两亿吨以上，2014年计划冲击3.0亿吨。 神朔铁路是中国“八五”计划重点工程建设项目。

神朔铁路西起陕西省神木市大柳塔镇，北与包神铁路相连，南与神延铁路相接，东至山西省朔州市，与北同蒲线接轨，在神池南与朔黄线相连，途经陕西、山西两省八县市，与包神铁路、朔黄铁路共同组成中国西煤东运的第二条大通道，为国家Ⅰ级干线双线电气化重载铁路，主要担负神府东胜矿区的煤炭外运任务，是神华集团矿、路、电、港、航系统 工程的重要组成部分。

铁路全线地形复杂，桥隧相连，桥，隧、涵占线路总长的30%，是国家I级电气化重载铁路，也是我国继大秦铁路之后的第二条西煤东运大通道，主要担负着神府东胜煤田煤炭外运任务。年设计运量初期为2500万吨，近期为4000万吨，远期复线为6000-10000万吨。

截止2015年11月17日，神朔铁路分公司实现安全行车7078天，开通运营19年累计煤炭运输22.46亿吨，连续15年实现年运量千万吨级增长。仅2011年到2015年，5年累计完成煤炭运输10.93亿吨，实现了经济效益和社会效益双丰收。

神朔铁路于1996年7月1日开通运营，边运营，边建设，边扩能，边跨越，设备不断升级改造，运输能力不断提升。2004年，神朔复线贯通，随着联锁方式的逐步改造，列车密度已有最初的2对提升至112对。2009年，神朔成功开行万吨列，日最大编组万吨数量由开行时的2列提升至83列。随着信息化水平逐年提高，建成了先进的调度指挥与运输管理信息系统，实现全线微机联锁，机车牵引方式实现由2+2/2+1直流向3+0交直流混编牵引过渡。在大运量的背景下，初步建成了为“明示化”为基础的风险预控管理体系，成为运输能力提升的强力推手。

2015年，在宏观经济低迷、煤炭市场下滑的大形势下，神朔铁路坚决服从集团绿色发展战略，加强与一体化上下游兄弟单位的联系，重点组织适销对路煤炭运输，并开拓运销代理运输，协调兰炭外运，调整部分庄儿上口运量至大新口，使公司最大限度地完成运输任务及实现企业利润，预计2015年完成运量2.15亿吨，实现利润23亿元。

一季度,神朔铁路完成运量6060.4万吨，超过了运量最大的2014年的一季度，创历史同期最高纪录，完成年计划的27%，同比增长1299.4万吨，增幅28.3%，较年进度计划超311.8万吨。利润总额实现6.81亿元，完成预算进度的104.8%。实现了首季开门红。

受供需形势影响，煤炭供应相对偏软，煤源不足导致运量提升困难，加之恶劣天气影响，共造成两次大面积冻车和数次长时间大雾、冰冻封航，不仅影响了一体化运营的正常秩序，而且给铁路设备的稳定运行带来很大压力，尽管面临诸多不利因素，神朔铁路精准研判抢机遇，攻坚克难求突破，抓住需求较旺的有利时机，围绕“建设绿色、数字化物流通道”的目标及“两效、两创、两降、一个活动”的工作思路，精准实干，坚韧图成，推进运量的稳步提升。

该公司精准收集并掌控煤源信息、紧盯装车，与运销公司及时沟通了解竞拍情况，并按照实际对装车计划提出调整建议，使空车车底、重车机列紧密衔接，做到装车量最大，周转时间最小，保证日装车总量的兑现，以日保月，以月保季。一季度，运销外购装车较进度超255万吨，有效确保了运输任务的完成。

为确保运输畅通，该公司以“严管、明示、规范、程序”为指针，持续开展作业全方位、工种全覆盖的安全明示化管理，不断完善风险预控管理体系；加大了对客运的组织力度，保证了客车安全正点和旅客组织的有序畅通；在天窗总数减少的情况下，加强设备日常巡检修，保证设备稳定运行；严格监督并控制保留空、重车，及时调整车流，将恶劣天气影响降至最低。机车车辆方面，平稳调整上线机车，有序解保长期封存车。在冻车、封航及春节前后运量短暂下降的拐点上，及时预判后期运输形势，对机车缓上缓下，即满足了运输需求，又为机务提供了充足的调整空间。提量之后，及时对长期封存的9列C80车底进行解备，使得万吨列编组的困难局面得到缓解。

通过各方面工作的精准把控，该公司确保了安全生产工作的稳步推进，做到了连续三月经营在集团亮“绿牌”。同时，完成了C80列车的缩编工作及实现了3+0单元万吨列车的成功开行，组织了非煤品及反向运输的实施，对运输市场放开进行了初步探索，为运输效率、效益的进一步提升创造了有利条件。

2024年8月，神朔线成国内首条智能化重载铁路。

截至2016年2月神朔铁路开通了大同至神木北4629/30、安康至府谷K8203/4两对旅客列车。 其中4629/30为太原铁路局客车，K8204/3为西安铁路局客车，被冠名“幸福府谷号“。