江原道の山岳地帯を越える栄州駅から東海駅までの区間（約149km）と、日本海に沿って走る東海駅から江陵駅までの区間（約45km）に分けられる。韓国東部の開発を目的に、1962年までに全線が完成した。またこの海岸線部分については本来、日本統治時代に現在朝鮮民主主義人民共和国（北朝鮮）の施政下にある元山から釜山の間を結ぶ東海線の一部として建設が進められる予定であった。しかし、両側の一部区間が東海北部線・東海南部線として建設されただけで終戦を迎え、その後の南北分断によって工事が中断されていたのを、大韓民国（韓国）政府によって自国施政下の路線と結べるこの区間に関してのみ、工事を再開させて開通させたものである。1974年までは江陵から少し先の鏡浦台駅まで線路が延びていた。風光明媚な区間であるため、ドラマ『砂時計』などでの撮影にも使用されている。現在、旅客列車はムグンファ号のみの運転である。江陵駅を発着する嶺東線の旅客列車の多くは東栢山駅から太白線、ついで中央線に乗り入れ、ソウル特別市にある清凉里駅をターミナル駅としている。このため、東栢山 - 栄州間の本数は僅少であるが、栄州駅から中央線に乗り入れ、大邱線経由で東大邱駅発着となる列車も毎日運転されている。その他、中央線・東海線経由釜田行き、栄州駅から慶北線・京釜線経由釜山行き（週末のみ）も設定され、慶北線経由での東大邱 - 汾川間区間列車（週末のみ）も設定されている。他に特定日には観光列車「V-train」「O-train」「海列車」も運行されている。2005年に全区間の電化が完成し、東海駅で機関車を付け替えることなく直通できるようになった。将来的には、ロシア連邦などが推し進めているシベリア鉄道と接続して韓国・日本からの貨物輸送ルートを形成する「シベリア・ランドブリッジ」の計画に基づき、東海線を全通させる事が南北会議で合意されている。そのため、江陵駅から北朝鮮統治下にある金剛山青年駅までの区間を結ぶ東海北部線の敷設・復旧工事と、東海駅から南下して浦項駅までを結ぶ路線の敷設が行われることになる。2017年12月22日開業の京江線工事に伴い、2014年9月15日より江陵駅の営業が休止され、2018年7月17日まで、旅客列車は正東津駅、貨物列車は安仁駅までの運行となっていた。その後嶺東線列車の江陵駅乗り入れ再開に先立ち、京江線と嶺東線の合流点に青良信号所が新設され、両線の重複区間とされていた青良信号所 - 江陵駅間は京江線の単独区間に変更されたため、線路名称上の嶺東線の終点は江陵駅から青良信号所に改められた。
開業は1877年（明治10年）2月6日。 当初は、新橋駅 - 横浜駅間の鉄道に続いて2番目に開業した、神戸駅 - 当駅間鉄道の終着駅であった。路線形状の都合や用地買収の楽な寂れた地域だったという理由から、旧来の繁華街である三条通などからは遠く離れた八条通付近に当駅が設置された。初代の駅舎の位置は現駅よりやや北側で、1914年（大正3年）に線路を付け替えて現在地に新駅が建設されるまで使用された。跡地は駅前広場の一部にあたる。後に当駅から大津駅までの鉄道も開業するが、この時のルートは東山にトンネルを開削するだけの技術がまだなかったことから、現在のJR奈良線を稲荷駅周辺まで南下した後、現在の名神高速道路が走っている敷地を通って、大津駅へと向かうものとなった（大津駅の項目も参照）。その後山陰本線が開通し、後の奈良線となる奈良鉄道や、市内の路面電車（京都市電）も乗り入れるようになり、当駅周辺は急速に発展していった。1921年（大正10年）8月1日に東海道本線のルートが東山トンネル・新逢坂山トンネルの開通によって馬場駅（現在の膳所駅） - 当駅間で変更・短縮されることになった際に、利便性を上げるため五条の市街地近くに駅を移設する案と、新しい市街地の開発を図るため当地の北部を経由するルートに変えて、二条駅が現在設けられている付近に新しい京都総合駅を設けようという案もあったが、市街地付近に線路を引き込むのは予算や用地・工事の面で困難であったことと、当駅付近で線路を迂回させるのはトンネル開通に伴う距離短縮効果を失わせるということから、どちらも立ち消えになった。東海道新幹線の計画当初は、当駅を経由せずに京都市南方を経由してそこに新幹線の駅を設け、速達列車の「ひかり」はその駅を通過させる案となっていたが、自治体や地元財界、地元住民などの猛反発を受けたことから、当駅に新幹線ホームを併設して全営業列車停車に落ち着いた経緯がある。また「のぞみ」が登場した1992年（平成4年）3月14日、東京発の一番列車「のぞみ301号」は名古屋駅と当駅を通過していた。JR東海の本社所在地である名古屋では「名古屋飛ばし」として問題となったが、京都では観光に適さない時間帯の列車であることから、ほとんど問題視されなかった。その後、1997年（平成9年）11月29日のダイヤ改正で、この「のぞみ301号」は廃止されている。なお、計画中の中央リニア新幹線を京都駅も経由するように地元側が誘致活動を行っているが、周辺府県および市町村の首長からも基本計画にある奈良ルート支持が多勢を占めており、非常に厳しい状況に立たされている。同じく現在計画中の北陸新幹線は複数のルート案があったが、2016年に福井県の敦賀駅から小浜駅を経由して京都駅に乗り入れることが決定した。また、京都駅からは2017年に、京都府南部の松井山手駅付近を経由して新大阪駅に接続する南回りルートに決定された。