营初期开行高速动车组92对/日，并逐步增加到120对/日。车票从2010年6月25日早8点起正式发售。7月1日，沪宁城际铁路正式开始运营，首发列车为G5000次（上海→南京）和G5001（南京→上海），单程运行时间75分钟。时任上海市委书记俞正声、铁道部部长刘志军、江苏省委书记梁保华分别在典礼上致辞，共同为首发列车剪彩。铁路经营方为“沪宁城际铁路股份有限公司”，由铁道部上海铁路局、江苏省及上海市政府共同组建。开通初期，正值世博会期间，客流主要为来上海观博的周边城市居民和到周边城市旅游的世博游客，