营的广州铁路集团的子公司广梅汕铁路有限责任公司负责，2016年被广深铁路股份并购。现时所有列车均由韶山8型电力机车、和谐1B型电力机车及和谐1C型电力机车（广州东至龙川）及柴油机车（龙川至梅州，畲江至汕头）牵引。广梅汕铁路于潮州附近经由厦深联络线与厦深铁路连接。2018年8月3日，广梅汕铁路龙湖至汕头段新建双线电气高架化工程完工，汕头北站开通，动车组可由厦深铁路直通行驶汕头市区。
途经主要车站.广州东、常平、东莞东、惠州、河源、龙川、华城、兴宁、梅州、丰顺、揭阳、潮州、汕头