濟南鐵路樞紐位於山東省濟南市，是原鐵道部在「十一五」期間規劃的十大區域客運中心之一，也是山東省內唯二的鐵路樞紐（另一個為青島鐵路樞紐）。
「丁字形」樞紐時期
背景
1904年，膠濟鐵路通車；8年後，津浦鐵路通車。自此，濟南市成爲了鐵路上的城市。兩條幹線的開通，使濟南成爲了一個向北可至京津冀、向東連通山東主要城市、向南可前往江南地區的「丁字路口」。同時，津浦鐵路的濼黃支線和膠濟鐵路延伸出來的黃臺橋支線將小清河和黃河上的碼頭連線起來，使「水鐵聯運」得以實現，濟南市的經濟和交通得以加速發展，反過來又增加了兩條幹線鐵路的收益。
日軍侵略濟南后，為確保幹線的暢通，黃臺橋支線被拆除，濼黃支線也被截短至濼口碼頭，但是兩條幹線、三個方向的佈局仍然不變。
初步形成
一直到1950年代末期，濟南市內的鐵路都只有既有的兩條幹線，以及集客運、貨運和編組功能為一體的濟南站。隨著經濟逐漸發展，鐵路的運輸需求不斷增加，為緩解濟南站的運輸壓力，提高運輸能力，鐵道部決定籌建濟南鐵路樞紐。
1958年，鐵道部提出了濟南樞紐的初步設計，並計劃在9月開始施工設計，11月動工。由於經濟形勢惡化，該計劃在1962年底停工；至停工時，一些工程已經投入使用，而另一些則被擱置。此次工程共完成土方208.97萬立方米，正線鋪軌8.23公里，站線鋪軌60.74公里，投資1748.76萬元。
改造完成後，濟南鐵路樞紐形成了以膠濟鐵路和津浦鐵路兩條幹線為框架，濟南站為主要客運、貨運編組站，桑梓店站和歷城站（現名歷城北站）為輔助編組站的格局。
改造工程
1972年，新建曹家圈大橋的方案再次得到確認；1974年12月，鐵三院將新的設計方案呈報至鐵道部，並於翌年4月得到答覆和4.04億的資金。1982年5月8日，改建工程的驗收委員會成立，並於翌年7月批準驗收。
改造完成後，濟南樞紐的格局變為以津浦鐵路和膠濟鐵路為框架，晏黨線為疏解用聯絡線，濟南西站為樞紐編組站，濟南站為樞紐客運和貨運站的格局。
擴能改造
在進入1980年代，經過了兩次建設后，濟南樞紐依然難以解決急劇增長的運輸需求，於是鐵道部對濟南樞紐進行了進一步的改造，以提高樞紐的運輸和業務能力。從1986年起，鐵路部門主要改造了濟南站和濟南西編組站來提高客運和貨運能力，同時也改造了其他的車站和樞紐內的區間，以及一些配套的設施。
從「丁字形」到「米字形」
長期以來，濟南鐵路樞紐甚至山東省都缺少西向的鐵路；從山東省西行的列車要麼經過德州站，在轉入石德鐵路向西前往河北省，要麼經過兗州站，在轉入新兗鐵路后前往河南省。隨著新線路的建設，濟南樞紐不僅能沿著既有的三個方向向外輻射，也能向東南、東北連線山東省內的其他城市，還能通過向西連線河南省東部和河北省東南部，逐漸成為一個四通八達的鐵路樞紐。隨著高鐵建設的加快，不少城市都擁有了2條或以上的高速鐵路，因此濟南樞紐的地位受到了一定程度的挑戰。
邯濟鐵路建成
邯鄲-濟南鐵路于1996年11月開工，2002年12月正式通過驗收；其中樞紐內的區間在1998-1999年間完成改造。該鐵路的開通使濟南樞紐第一次有了西向的出口。
電氣化建設
濟南樞紐內的電氣化于2005年8月開工，2006年6月投入使用。改造的設施包括樞紐內的濟南機務段、濟南西機務段、區間和周邊的小車站，由中鐵十局負責土建，電氣化局負責接觸網工程。
高鐵建設
2008年12月21日，膠濟客運專線通車至濟南市；自此，濟南樞紐接入了第一條高速鐵路。2011年6月30日，京滬高速鐵路全線開通，沿線主要的車站之一——濟南西站——濟南樞紐內新建的高鐵車站也投入運營。自此，濟南樞紐成爲了高速鐵路的「丁字路口」，就像近百年前兩條既有線形成的格局一樣。2017年12月28日，石濟客運專線開通；開通后，濟南樞紐又增加了一條西向的通道，濟南樞紐成爲了高速鐵路的「十字路口」。一年後，第三條「膠濟鐵路」——濟青高速鐵路通車，線上新建的濟南東站也同步投入運營；隨後，濟青高速鐵路和石濟客運專線得以接軌，並形成了橫向的青銀高速鐵路通道。自此，濟南樞紐在高速鐵路網中不僅成爲了南北方向上的重要節點，也成爲了東西方向上的重要節點。
2016年，濟鄭高速鐵路得到國家發改委的批覆，並於2017年動工。開通后，鄭州到濟南的時間將縮短至1個小時，大大增強山東省與中原甚至中國西部的聯繫。隨後提出的濟濱城際鐵路和濟萊高速鐵路規劃將進一步完善山東省的鐵路網，增強山東省內城市與濟南市的聯繫，提高濟南樞紐的地位。隨著新線的不斷開通，預計這個「米字路口」將在2021年前後形成；屆時，濟南市到原萊蕪市和濱州市將只需半個小時，與周圍的泰安市、淄博市和德州市一齊納入濟南市的「半小時圈」。
途徑線路
普通鐵路
* 京滬鐵路：全中國重要的縱向鐵路幹線。京滬鐵路的前身——津浦鐵路于1912年開通，並與膠濟鐵路一同構成了濟南樞紐最早的格局。
* 膠濟鐵路：橫貫山東省重要的幹線，于1904年6月開通。目前該線與邯濟鐵路一同構成了晉煤外運的通道。
* 邯濟鐵路：地方鐵路，為打開濟南樞紐的西出口和晉煤外運的通道而建成。目前是華北重要的煤運和客運通道。
高速鐵路
* 京滬高速鐵路：于2011年6月30日開通，是「八縱八橫」高速鐵路網中的「一縱」。
* 膠濟客運專線：于2008年12月21日開通，被稱為「第二條膠濟鐵路」。該線的走向與既有的膠濟鐵路幾乎一致，但是走向更加平直，所以運營時速達到了200公里/小時。目前該線只開行動車組。
* 濟青高速鐵路：于2018年12月28日開通，被稱為「第三條膠濟鐵路」。該線的速度達到了300公里/小時，與石濟客運專線在濟南東站接軌並構成了「八縱八橫」中青銀通道的一部分。
* 石濟客運專線：于2017年12月28日開通。該線的速度達到了300公里/小時，與濟青高速鐵路在濟南東站接軌並構成了「八縱八橫」中青銀通道的一部分。
支線及聯絡線
* 濟南鐵路：京滬鐵路在濟南市的一條支線鐵路。該線由原津浦鐵路的正線和新建的聯絡線構成，使貨車和經過濟南市的列車能繞開濟南市區，以緩解濟南站的壓力和對市區的影響。
* 黃東聯絡線（膠濟鐵路至濟青高鐵聯絡線、黃臺聯絡線）：起自黃臺站東側，止於濟南東站西側。該線開通后，將有利於列車來往于濟南站-濟南西站和濟南東站間。于2022年10月18日開通。
規劃中線路
* 濟鄭高速鐵路：從濟南市到鄭州市，沿途連線山東省西部的高速鐵路，預計將於2022年通車。
* 濟濱城際鐵路：從濟南市到濱州市、途中連線山東省北部的一條高速鐵路。該線將在濟南市內經過濟陽區和商河縣，並在濟南機場設站。
* 濟萊高速鐵路：連線濟南市和原萊蕪市的高速鐵路，將於2020年通車。
* 濟濟高速鐵路：連線濟南市和濟寧市的高速鐵路，預計將與京滬高鐵平行。
樞紐內線路
* 北環鐵路：將成為邯濟鐵路和膠濟鐵路之間的聯絡線。
主要車站
客運站
* 濟南站：位於天橋區，特等站，是本市歷史最悠久的客運站。列車能通過本站前往膠濟鐵路，通過濟南鐵路前往京滬鐵路，也可以通過聯絡線前往濟南西站。
* 濟南西站：位於槐蔭區，是京滬高速鐵路上的特等客運站，濟南市「四主兩輔」中的主要客運站之一。濟南西站在開通時為京滬高鐵上的主要車站之一，後來在石濟客運專線開通后又成爲了石濟客運專線的始發站。
* 濟南東站：位於歷城區，是濟青高鐵和石濟客專上的大型客運站，濟南市「四主兩輔」中的主要客運站之一。本站與濟青高速鐵路同步開通，並使石濟客運專線和濟青高速鐵路成功接軌。
* 大明湖站：位於天橋區，是膠濟鐵路和膠濟客運專線上的客運站，也濟南市內「四主兩輔」中的輔助客運站之一。
貨運及編組站
* 濟西站
規劃中車站
* 濟南北站：規劃中將位於起步區，成為濟南市「四主兩輔」中的主要客運站之一，並接入石濟客專和濟濱城際。
* 濟南機場站：預計將位於濟南遙墻國際機場地下，成為濟南市「四主兩輔」中的輔助客運站之一，並接入濟濱城際。
配套設施
橋樑
* 濟南濼口黃河鐵路大橋
* 曹家圈黃河鐵路大橋
* 京滬高速鐵路黃河鐵路大橋
* 石濟客運專線黃河鐵路大橋
維護機構
* 濟南機務段
* 濟南西機務段
* 濟南西車輛段