歴史
戦前の「弾丸列車」計画で山陽区間に取得していた用地はすでに元の所有者へ返還されていたため、建設にあたっては改めて用地買収を要した。こうした事情や、平野部での住宅密集による用地取得の難しさもあって、東海道新幹線よりトンネルの多い路線となった。
新大阪 - 岡山間は1965年9月9日に山陽本線の線増として運輸大臣の認可を受け、1966年にルートと駅が認可された。1967年3月16日には兵庫県赤穂市で起工式が行われた。岡山 - 博多間は1969年6月18日に工事が認可され、1970年2月10日に倉敷・広島・下関・北九州の各地で起工式が行われた。開業から15年余りは日本国有鉄道（国鉄）が運営した。
開業は2段階で行われた。新大阪 - 岡山間は1972年3月15日に開業し、当時の最速「ひかり」は東京 - 岡山間4時間10分、新大阪 - 岡山間58分であった（「ひかりは西へ」キャンペーン）。岡山 - 博多間は1975年3月10日に延伸開業し全線開通、最速で東京 - 博多間6時間56分、新大阪 - 博多間3時間44分となった。全線開業は、用地買収の難航や騒音への反対運動により、当初予定の1974年12月より約3か月遅れた。
当初は、1964年の東海道新幹線開業時に国鉄が投入した0系（1986年までに計3,216両製造、登場時最高210 km/h）が用いられた。0系は全電動車方式を採用して2両単位で編成を増減でき、ビュフェや食堂車を組み込んだ12両・16両編成であった。トンネルが多い岡山以西では車内気圧変動対策で連続換気方式が採用され、これを持たない1973年以前製造の0系は岡山以西へ乗り入れできなかった。1980年10月1日に三原 - 博多間の160 km/h制限が解除され、新大阪 - 博多間は3時間28分に短縮された。新幹線初のモデルチェンジ車となる100系は1985年10月1日に登場し（計1,056両製造）、新幹線初の2階建車両をグリーン車・食堂車に採用したほか、個室を設け、3人掛け座席を初めて回転可能とした。100系の営業最高速度は220 km/hにとどめられ、1986年11月1日のダイヤ改正で線区の最高速度も220 km/hに引き上げられた（0系も同時に220 km/hへ）。これにより新大阪 - 博多間は2時間59分となった。
1987年4月1日の国鉄分割民営化により、山陽新幹線は全線がJR西日本に承継され、施設は新幹線鉄道保有機構が保有した。JR西日本は1991年10月1日にこれを買い取った。民営化後は航空機との競争が激しくなり、JR西日本は山陽区間の車内設備の向上を図った。1988年3月13日の新尾道・東広島両駅（請願駅）開業に合わせ「ウエストひかり」を、1989年3月11日には230 km/h運転の100N系「グランドひかり」を投入し、新大阪 - 博多間を2時間49分とした。
1990年代は高速化の時代であった。1992年8月8日には高速試験電車「WIN350」（500系900番台）が当時の国内最高となる350.4 km/hを記録した。1993年3月18日には300系による「のぞみ」が山陽新幹線でも運転を開始し（東京 - 博多間に毎時1本）、新大阪 - 博多間を270 km/hで2時間32分とした。300系は東海道新幹線の高速化のためJR東海が開発した車両で、鋼製に代えてアルミニウム合金の車体を採用し、VVVF制御の交流誘導電動機を用いて従来の直流電動機より小型化・高出力化を図った。食堂車や2階建車両は組み込まれなかった。1997年3月22日には、JR西日本が山陽新幹線の高速化を目的に開発した500系が「のぞみ」として運転を開始し、新幹線初の300 km/h営業運転を実施して新大阪 - 博多間を2時間17分に短縮した。500系は空気抵抗や騒音、トンネル微気圧波を抑えるため、断面積を縮小した円形に近い断面と、キャノピー型の運転室を備えた15 mのロングノーズを採用し、他の新幹線とは異なる外観となった。16両編成9本・計144両が製造された。山陽新幹線は250 km/h走行を勘案して建設され、東海道新幹線より線形が良いことがこの高速運転を可能にした。
1995年1月17日の阪神・淡路大震災では、始発列車前の発生により乗客への直接被害は免れたが不通となり、段階的に復旧して4月8日に全線で運行を再開した。1999年6月27日には小倉 - 博多間の福岡トンネル内でコンクリート片が剥落して通過中の列車の屋根に衝突し、これを受けてトンネルの安全総点検が行われた。
2000年代以降も車両・ダイヤの変化が続いた。JR東海・西日本共同開発の700系は1999年3月13日の厚狭駅開業に合わせ、東京 - 博多間の「のぞみ」で運転を開始した。500系は製造コストが高く、空力性能を重視したため車内空間に制約があり、線形の劣る東海道新幹線では270 km/hにとどまっていた。700系は費用対効果と乗り心地を重視して最高速度をやや低い285 km/hとし、カモノハシ型の先頭形状でトンネル微気圧波を抑えつつ車内空間を確保した。「のぞみ」用16両編成1,200両のほか、山陽完結の「ひかりレールスター」用8両編成（700系7000番台）128両が製造され、同レールスターは2000年3月11日に運転を開始した。2003年10月1日には小郡駅が新山口駅に改称され、同日の大規模ダイヤ改正で「のぞみ」主体のダイヤへ移行するとともに、姫路・福山・徳山・新山口の各駅にも「のぞみ」が停車するようになった。N700系は2007年7月1日に「のぞみ」で運転を開始した。700系を基本に軽量化と出力増強を図り、新幹線初の車体傾斜装置を採用して曲線での減速を減らし、山陽区間で300 km/h運転を復活させた（700系は285 km/h。東海道新幹線での最高速度は270 km/hのまま）。0系は2008年11月30日に定期運用を終え、16両から8両に減車し、グリーン車を普通指定席車に改造して最高速度を285 km/hに落とした500系が「こだま」を引き継いだ。
2011年の九州新幹線全線開業は、山陽新幹線の使われ方を大きく変えた。2011年3月12日のダイヤ改正で、8両編成のN700系7000・8000番台により「みずほ」「さくら」が新大阪 - 鹿児島中央間の直通運転を開始した。JR西日本の大阪 - 鹿児島間の旅客シェアは2011年3月の13%から2012年3月には35%へと上昇し、同社は2013年7月、Peachなどの格安航空会社に対抗するため割引の早期購入運賃を導入した。「みずほ」「さくら」が役割を引き継いだことで、山陽区間内で完結する「ひかりレールスター」の多くは不要となり、整理された。100系・300系は2012年3月17日改正で運用を終え、線内全車両が285 km/h以上で走行可能となった。JR東海は2011年5月に改良型「N700A」（Advanced）を発表し、2013年からはブレーキや車体傾斜システムの改良、定速走行装置の搭載などで安全性・定時性・乗り心地を高めたG・F編成（16両編成）が山陽でも運用されている。JR西日本も2016年3月8日までに、N700系3000番台16編成すべてにN700Aの機能の一部を反映させる改造を完了した。2017年2月19日には保安装置がデジタルATC（ATC-NS）に切り替えられ、同年3月4日のダイヤ改正で所要時間が短縮された。最新のN700S（Supreme）は2016年6月24日にJR東海が発表し、2020年7月1日に営業運転を開始した。全1,323席に電源を備え、地震時の停止距離を約5%短縮し、長時間の停電時にも避難が容易な場所まで自力走行できる新幹線初のバッテリ自走システムを搭載する。先頭形状の改良などにより、N700Aより編成質量を約15トン軽量化し、使用電力量を約7%削減した。JR西日本は、余剰となったN700系16両編成を8両編成に改造して500系を置き換えるとしている。
山陽新幹線の路線距離（実キロ）は553.7 km、営業キロは644.0 km、距離標は東京駅起点で設置されている。1府5県に19駅（JR西日本の公式数値ではJR東海管理の新大阪を除き18駅）、平均駅間距離は約30 km、全線複線、標準軌（1,435 mm）、交流25 kV・60 Hz電化である。構造種別では路盤12%、橋梁9%、高架橋28%、トンネル50%。トンネルは大小142本で全線の50.8%、岡山以西では56.4%を占め、トンネルのない区間は西明石 - 姫路間のみである。新神戸付近の六甲トンネル（16,250 m）や、本州と九州を結ぶ新関門トンネル（18,713 m）がある。2012年時点の最高速度はほとんどの区間で300 km/hであったが、下り列車は新大阪 - 新神戸間で285 km/h、新神戸 - 西明石間で275 km/h、上り列車は姫路 - 新神戸間で275 km/hに制限されていた。
年間旅客数は2004年度が5,800万人、2008年度が6,200万人、2012年度が6,500万人であった。2025年の全線開業50周年までに累計約30億人を運び、同年3月10日に博多発東京行き「のぞみ」の出発式が行われた。2024年3月16日には東海道・山陽・九州新幹線の車内喫煙ルームが全廃され、国内のすべての新幹線で喫煙できなくなった。2024年7月にはJR西日本が500系を引退させN700系への統一を進めると発表した（4編成を2026年までに、残り2編成を2027年までに引退予定）。
この路線の駅
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年表
この年表は英語のみです。
- 19659 September: the Shin-Ōsaka–Okayama section is authorised by the Minister of Transport, administratively as a track-addition to the San'yō Main Line.
- 196716 March: groundbreaking ceremony for the Shin-Ōsaka–Okayama section, held at Akō, Hyōgo Prefecture.
- 197010 February: groundbreaking for the Okayama–Hakata section (ceremonies at Kurashiki, Hiroshima, Shimonoseki, and Kitakyūshū).
- 197215 March: the Shin-Ōsaka–Okayama section opens. Fastest Hikari: Tokyo–Okayama 4h10m, Shin-Ōsaka–Okayama 58m. 0 series in service.
- 197510 March: the Okayama–Hakata section opens, completing the through line. Fastest Shin-Ōsaka–Hakata 3h44m; Tokyo–Hakata 6h56m. Opening came about three months after the original December 1974 target, delayed by difficult land acquisition and opposition over noise.
- 19801 October: lifting of the 160 km/h restriction between Mihara and Hakata cuts Shin-Ōsaka–Hakata to 3h28m.
- 19861 November: maximum speed raised to 220 km/h; Shin-Ōsaka–Hakata 2h59m.
- 19871 April: JNR is privatised; the entire San'yō Shinkansen transfers to JR West; the infrastructure is held by the Shinkansen Holding Corporation.
- 198911 March: the 100N-series 'Grand Hikari' enters service at 230 km/h, cutting Shin-Ōsaka–Hakata to 2h49m.
- 19911 October: JR West buys the Shinkansen facilities outright from the Shinkansen Holding Corporation.
- 19928 August: the experimental WIN350 (500-900 series) test train records 350.4 km/h, then a Japanese domestic record.
- 199318 March: Nozomi service begins on the San'yō (300 series), Tokyo–Hakata hourly; Shin-Ōsaka–Hakata 2h32m at 270 km/h.
- 199517 January: the Great Hanshin earthquake closes the line (struck before first trains; no passenger casualties). Full service resumes 8 April 1995.
- 199722 March: the 500 series enters Nozomi service Shin-Ōsaka–Hakata, the first 300 km/h running on the line; Shin-Ōsaka–Hakata 2h17m.
- 199913 March: 700 series enters Tokyo–Hakata Nozomi service, coinciding with the opening of Asa Station. 27 June: concrete falls from the Fukuoka Tunnel onto a passing train, prompting a tunnel-safety inspection campaign.
- 200011 March: 700-7000 'Hikari Rail Star' premium San'yō service begins.
- 20031 October: Ogori Station renamed Shin-Yamaguchi; large revision shifts the corridor to a Nozomi-centred timetable, adding Nozomi stops at Himeji, Fukuyama, Tokuyama and Shin-Yamaguchi.
- 20071 July: N700 series launches on Nozomi services, top speed 300 km/h (vs 285 km/h for the 700 series).
- 200830 November: the original 0 series ends regular service; 8-car 500-series sets take over scheduled Kodama duties.
- 201112 March: Mizuho and Sakura through-services to the Kyūshū Shinkansen begin (Shin-Ōsaka–Kagoshima-Chūō, 8-car N700-7000/8000). JR West's Osaka–Kagoshima market share rises from 13% (Mar 2011) to 35% (Mar 2012).
- 201217 March: the 100 and 300 series finish service; afterwards every train on the line can manage at least 285 km/h.
- 202416 March: onboard smoking rooms abolished across the Tōkaidō, San'yō and Kyūshū Shinkansen, ending smoking on all Japanese Shinkansen. July: JR West announces retirement of the 500 series (four sets by 2026, last two by 2027) and standardisation of San'yō rolling stock.
- 202510 March: the line marks its 50th anniversary of full opening; a send-off ceremony is held for a Hakata–Tokyo Nozomi. Cumulative ridership has reached about 3 billion.