国鉄民営化後はブレーキ性能の向上によって600m条項をクリアできる目処が立ったことや対抗輸送機関などとの関係もあり、線形のよい区間において130km/h運転を開始した。線形が悪い区間においても、高性能気動車の導入と各種地上施設の改良によって大幅に高速化したひだ・南紀や、使用車両はそのままでありながら曲線通過速度を大幅に引き上げることによって高速化を達成したあずさに代表されるように可能な限りの高速化を行った線区が多く見られる。一方、都市部の一般列車においても高速化される事例があったなどの理由から、私鉄においても高速化が以前よりも盛んに行われるようになった。また、JR四国で制御付自然振り子車両である2000系気動車が開発されて以来、山岳路線のような急曲線の非常に多い路線においても大幅な高速化が可能となった。なお、踏切が存在しない特殊区間においては130km/hを上回る速度で運行がなされている例もある（海峡線など）。また新幹線においても、初期は210km/hが最高速度だったが、その後軽量化、高出力化、騒音低減などにより、270, 300km/hと段階的に高速化が行われてきた。特にJR化後は航空機との競争に打ち勝つため、盛んに高速化が推進されており、2013年3月16日からは東北新幹線で320km/h運転が開始された。東海道新幹線は曲線が多いため、空気バネ車体傾斜装置を搭載したN700系を導入し、起動加速度も在来線車両である313系と同等の2.6km/h/s が出せるようにしたため、同じ270km/h でも所要時分を東京～新大阪間で5分短縮させることに成功した。また、設備の改良とブレーキ装置の改良等により2015年3月14日以降は285km/h による運転が行われ、さらに全線の所要時分が一部のぞみで3分短縮、ひかりとこだまの早朝と深夜の一部で1～4分の短縮が行われた。
戦後間もない頃の国鉄は疲弊した鉄道施設及び車両の修繕・復興に総力を費やしたため、東海道本線を走る特急「へいわ」が戦前の特急「燕」よりも1時間近く遅くなったことに代表されるように、高速性については戦前より後退したと言える。この状況は1950年（昭和25年）頃にようやく戦前レベルまで改善されることとなる。1950年代の国鉄高速化の歴史とはすなわち鉄道無煙化・動力分散化の歴史であるといってよい。既に電化されている区間において従来の機関車牽引列車に対して画期的な高速性を発揮した80系電車が登場し、またようやく実用化にこぎつけたDMH17系エンジンと液体式変速機を搭載したキハ17系気動車やキハ55系気動車が全国の非電化線区へ投入され、目覚しい時間短縮を実現したのもこの頃である。
高速鉄道路線（新幹線）と在来線の異なる軌間に合わせて走行できる車両は、フリーゲージトレインと呼ばれる。2016年現在、開発は進められているが実用化の目処は立っていない。
既存の在来線を標準軌に改軌、もしくは三線軌条化して高速鉄道路線（新幹線）との直通運転を可能にする方式は、ミニ新幹線と呼ばれる。山形新幹線と秋田新幹線の2路線で採用されている。
日本のように高速鉄道路線と在来線とで軌間が異なる鉄道網では、改軌や三線軌条化、あるいは高速度走行に耐えうる軌間可変車両の導入によっても鉄道の高速化が実現する。
既存路線の改良による高速化は、新線建設と比べるとはるかに費用を抑えられ工事も容易であることが多い。部分的に従来の線路を放棄して別の用地に新たな線路を敷設する手法もとられる。運行頻度の高い線区を営業運転させながらの改良工事は運行に支障を来すため、列車を運休させることがある。高速化は、特に車両性能の向上が重要な要素であるが、それだけでなく、地上設備、信号保安、ダイヤ構成、保守など、鉄道を構成する要素のバランスの上に成り立つものであり、それらの要素の何かが欠けると、高速化の効果が低下したり、乱れやすいダイヤになることがある。また、輸送障害や事故の原因にもなりうる（例：JR福知山線脱線事故、JR北海道の多数のトラブル）。高速化により、沿線の騒音や振動が悪化する場合がある（例：名古屋新幹線訴訟）。また、線路改良や新車投入などのコストがかかるため、投資額と時間短縮効果のバランスをとることが重視される。
鉄道の高速化（てつどうのこうそくか）とは、鉄道の改良によって列車の運行時間を短縮することである。ここでは特に新幹線（高速鉄道）による鉄道網拡大の代替となりうる在来線高速化事業および新線建設について述べる。日本国外では中速鉄道（英: medium-speed rail）、準高速鉄道（英: semi-high speed rail）という用語が使われることもある。
三重県生まれ、愛知県育ち。愛知県立旭丘高等学校を経て、1967年に東京大学法学部を卒業し、同年4月に旭化成工業へ入社。以後、労働組合運動に関わり、1973年には全旭化成労働組合連合会書記長となり、1977年には宮崎地方同盟（全日本労働総同盟（同盟）の宮崎県組織）会長となった。1981年に外務省へ出向し、1982年からは在タイ日本国大使館一等書記官として勤務した。1984年に旭化成労組の上部組織であるゼンセン同盟の常任執行委員となり、1988年9月には同書記長、1996年9月には同会長に就任した。ゼンセン同盟が2002年9月に全国繊維化学食品流通サービス一般労働組合同盟（UIゼンセン同盟）へと統合・拡大した時も高木は会長職にとどまった（2008年現在は顧問）。一方、高木は同盟系組合の中核であるゼンセン同盟のリーダーとして、日本の労働界で大きな発言力を持つようになった。1994年には同盟の後継組織である友愛会の副会長と日本労働組合総連合会（連合）の副会長に就任し、2003年には連合の会長選挙に立候補したが、同じ同盟系である全国電力関連産業労働組合総連合（電力総連）出身の笹森清に149票対346票で敗れた。2005年10月6日の会長選挙では、当初は高木の無投票当選と見られていたが、鴨桃代（全国コミュニティ・ユニオン連合会。新規の組合だが本人は旧社会党系）が立候補し二人の争いになった。結果、323票対107票で高木が当選し、連合の第5代会長に選出された。任期（2年）切れを迎えた2007年10月に再選され、2期を務めた。麻生内閣における安心社会実現会議に参加している。日本財団理事も務めている。2009年9月、財団法人全国勤労者福祉・共済振興協会理事長に就任。また、財団法人国際労働財団理事長に就任。2015年4月29日、春の叙勲で旭日大綬章受章