Главна железопътна линия № 2 София – Горна Оряховица – Варна от Националната железопътна мрежа на България е електрифицирана, с изключение на неудвоения участък Ресен – Горна Оряховица е удвоена, междурелсие 1435 mm. Дължината ѝ е 543 km, което я прави най-дългата железопътна линия в България.

Железопътната линия е построена за много кратко време, основно на два етапа. Първият участък от гара Каспичан до Варна е въведен в експлоатация през 1866 г. и е част от първата железопътна линия в днешните български земи Русе – Варна, а вторият е строен на няколко подетапа от 1895 до 1899 г.

В Централна гара София линията прави връзка с Главна жп линия 1 Калотина-запад (граница със Сърбия) – Свиленград и с Главна жп линия 5 за Кулата, в гара Илиянци – с Главна жп линия 3 за Бургас и Варна и с жп линия 14 за Биримирци и Волуяк, в гарите Мездра и Мездра-юг с Главна жп линия 7, в гара Горна Оряховица с Главна жп линия 4 за Русе и Подкова и с 41-ва жп линия за Елена, в гара Каспичан – с Главна жп линия 9 за Русе и линия 28 Каспичан – Нови пазар (закрита за движение, не е демонтирана) и в гара Синдел – с Главна жп линия 3 за Карнобат и Варна – фериботна. От гара Червен бряг започват второстепенните линия № 21 (теснолинейна междурелсие 760 mm, закрита за движение и демонтирана) за Оряхово и жп линия № 22 за Златна Панега (без пътническо движение), от гара Ясен – за Черквица (жп линия № 23), от гара Левски – с линия № 24/25 за Троян и Свищов, от гара Хан Крум – линия № 26 за Велики Преслав (закрита за движение и демонтирана), от гара Шумен – линия № 27 за Комунари, от гара Каспичан – линия № 28 за Нови Пазар, от гара Разделна – с линия № 29 за Кардам. В гара Курило линията прави връзка с жп линия № 31 за Световрачене.

История Въпросът за построяването на линията София – Каспичан възниква веднага след Освобождението на България. Първоначално под натиск Русия налага да се предостави концесия за строителството на железопътна линия през Дунавската равнина и Искърското дефиле от Русе до София, по-голямата част от която е от бъдещата линия София – Каспичан – Варна. Замисълът на правителството е железопътната линия Русе – София да продължи до Радомир – Кюстендил край границата със Сърбия и да се свърже със Скопие в Македония и Солун в Гърция.

През януари 1881 г. Министерският съвет назначава комисия под председателството на директора на публичните сгради инж. Копиткин, на която възлага да проучи предложенията за построяване на железопътните линии Русе – София, Свищов – Търново – Хаинбоаз и София – Орхание (Ботевград) – Оряхово. Комисията определя трасето на главната линия София – Русе да премине през Арабаконак – Ловеч и долината на река Янтра.

През 1883 г. Народното събрание гласува закон за построяване на железопътната линия Свищов – София – Кюстендил, в който не се споменава Русе, за да не може при откупуването на линията Русе – Варна английската компания, собственик на последната, да увеличи исканията си. С този закон правителството се задължава да направи собствени проучвания, а постройката на линията Народното събрание да предложи на търг.

Веднага след като се дава гласност на намеренията на Княжество България да строи железопътна линия от София до Дунав, българският предприемач Иван Хаджиенов иска и получава разрешение от правителството да проучи строежа на линията. Предложението му предвижда железопътната линия да мине през Искърския пролом до Мездра – Роман и е икономически по-изгодно от първоначалното предложение.

По-късно въпросът за трасето на линията София – Каспичан – Варна е поставен отново на разглеждане. Със закон от 21 януари 1889 г. се постановява да се построят железопътните линии Каспичан – Шумен, Търново – Севлиево – Ловеч – Плевен – София и други. След извършването на необходимите проучвателни работи се вижда, че трасето Търново – Севлиево – Ловеч – София има сериозни недостатъци – голяма дължина и голям брой изкуствени съоръжения: водостоци, изкопи, канавки, мостове, насипи, тунели. За да се намали строителната стойност правителството намира за по-изгодно да измести тази линия по на север от първоначалния проект.

Линия 1 Свиленград 0+000 София Линия 5 (Кулата) Линия 1 (Калотина) 1+973 София Север Линия 14 Биримирци Линия 14 (Волуяк) 4+847 Илиянци Линия 3 (Варна) 10+396 Кумарица Линия 31 Световрачене 12+831 Курило 18+114 Ромча 19+210 РП Владо Тричков 21+819 Луково 24+226 Реброво 27+567 Томпсън 31+000 сп. „Орлин“ 33+106 Своге 36+237 Желен 39+254 Церово 41+986 Бов 46+000 сп. „Балкан“ 49+642 Лакатник 51+000 сп. „Жп школа“ 55+600 Оплетня 58+871 РП Левище 60+800 сп. „Пролет“ 64+210 Елисейна 67+200 сп. „Оселна“ 70+218 Зверино 75+964 Черепиш 79+200 Лютиброд 82+357 РП Ребърково 84+800 сп. „Горна Крета“ 85+810 Мездра юг Линия 7 (Видин) 87+905 Мездра 89+000 Мездра изток 90+100 Брусен 94+000 Ослен 96+800 Синьо бърдо 100+400 Струпец 108+159 Роман 112+829 Радовене 118+190 Кунино 124+750 РП Карлуково 135+100 Реселец 139+850 Червен бряг Линия 21 (Оряхово) Линия 22 (Златна Панега) 146+186 сп. Рупци север 151+188 сп. „Хумата“ 157+835 Телиш 169+697 Горни Дъбник 177+609 Долни Дъбник Линия 23 (Черквица) 187+209 Ясен 192+577 Плевен запад 194+772 Плевен 201+601 Гривица 214+533 Пордим 222+602 Одърне 228+480 Каменец Линия 24 (25) (Троян) 239+660 Левски Линия 24 (Свищов) 246+260 Градище 248+938 Бутово 259+686 Павликени 264+988 Михалци-Стамболово 269+791 РП „Лесичери“ 274+090 Русаля-Дичин 282+054 Ресен Линия 4 (Подкова) 287+485 Поликраище РП „Акация“ Линия 4 (Русе) Г. Оряховица разпределит. РП „Акация“ Линия 4 (Русе) 293+988 Горна Оряховица Янтра Линия 4 (Русе) Линия 41 (Елена) 296+725 сп. „Честово“ 305+255 Козаревец 311+160 Джулюница 315+120 Кесарево 321+615 Стражица 331+564 Асеново 336+100 Горица 344+812 Славяново 348+200 Медовина 353+458 Попово 359+277 Светлен 364+878 сп. „Караджата“ 366+830 сп. „Стамо Костов“ 371+136 Голямо Ново 379+133 Дралфа 382+650 Здравец 386+720 Въбел 393+035 Търговище 397+000 сп. „Васил Левски“ 402+737 Ловец 408+547 РП „Надарево“ 413+335 Кочово Линия 26 Преслав 422+328 Хан Крум 429+659 Дивдядово Линия 27 (Комунари) 436+659 Шумен 438+250 сп. „Тракия“ 443+933 Мътница 451+707 Мадара РП „Аспарух“ Линия 9 455+364 Калугерица Линия 9 (Русе) 459+400 Каспичан Линия 28 Нови пазар 466+050 Могила 473+254 Невша 478+766 Равна 482+051 Венчан 489+096 Провадия 491+921 Добрина 496+058 сп. „Солна мина“ 501+040 Житница 504+656 Царевци Линия 3 (Карнобат) 509+750 Синдел Линия 29 (Кардам) 512+334 Тръстиково РП „Разделна“ 515+833 Разделна 125+685 Синдел разпределит. 129+100 Варна фериботна 519+303 Повеляново 521+000 сп. „Химик“ 524+865 Белослав 527+730 Страшимирово 529+600 сп. „Моряк“ 530+612 Езерово 532+200 сп. „Езерово“ 534+262 Тополите 540+330 РП „Варна“ 541+085 сп. „Варна запад“ Варна разпределителна 543+563 Варна

С гласувания през 1894 г. Закон за проектиране и построяване на железопътната мрежа в България се разпорежда линията да мине през Ески Джумая (Търговище) и да следва трасето Шумен – Ески Джумая – Попово – Горна Оряховица – Плевен – Роман – София.

На 10 декември 1894 г. е възложена чрез търг най-трудната част от линията София – Роман – участъка през Искърския пролом. Въпреки многото тунели и мостове на р. Искър, които представляват голяма трудност за строителите, този участък с дължина около 109 km е построен и открит за експлоатация на 20 февруари 1897 г.

През 1894 г. се построява по стопански начин участъкът Шумен – Каспичан с дължина 23,9 km. Открит е за експлоатация на 20 юни 1895 г. Малко по-късно, на 25 октомври 1895 г., е възложена чрез търг последната и най-дълга част от централната железопътна линия Роман – Плевен – Шумен с дължина 326 km. Завършена е и е предадена за експлоатация на два етапа: на 18 юни 1899 г. участъкът Роман – Плевен и на 8 ноември 1899 г. – Плевен – Шумен. Със завършването на последната част от линията се осъществява свързването на София през Дунавската равнина с черноморското пристанище Варна. Общата дължина на линията София – Горна Оряховица – Варна е 541 km.

Поради сравнително късия период, през който е построена железопътната линия (декември 1894 – ноември 1899 г.), няма съществени разлики в техническите показатели на отделните участъци. Теренните условия, през които преминава линията, дават отражение върху параметрите ѝ. Участъкът София – Мездра е построен с минимален радиус на кривите 200 m и максимален наклон 10,7 ‰; Мездра – Горна Оряховица с минимален радиус на кривите 240 m и максимален наклон 18 ‰; Горна Оряховица – Каспичан с минимален радиус 250 m и максимален наклон 25 ‰. Участъкът Каспичан – Варна, част от железопътната линия Русе – Варна, е с минимален радиус на кривите 500 m и максимален наклон 10,2 ‰. Построени са 22 тунела с обща дължина от около 4000 m и множество мостове с различен светъл отвор при разнообразни геоложки условия, а фундирането на някои от тях става с помощта на кесони със сгъстен въздух.

Реконструкции и модернизации Железопътната линия София – Горна Оряховица – Варна първоначално е съоръжена със следните типове релси: София – Роман – Плевен – Шумен – тип „РПШ“ с дължина 9,55 m; Шумен – Каспичан – тип „СО“ с дължина 11,55 m; Каспичан – Варна – тип „РВ“ с дължина 6 и 7 m. Впоследствие от 1916 до 1948 г. е извършено подновяване на много участъци и са положени по-тежки типове релси, преобладаващ от които е „ГЕО-41“. От 1948 до 1978 г. цялата линия София – Горна Оряховица – Варна е подновена с релси тип „Р 49“.

Нарастването на трафика, увеличаването на броя на влаковете за превозване на товари и пътници и конкуренцията с другите видове транспорт – автомобилния и въздушния, налагат разработването и осъществяването на редица варианти за реконструкция на железния път в план и профил. Значителни подобрения на железопътната линия София – Горна Оряховица – Варна са направени между гарите Шумен и Мътница. Реализирана е т. нар. варианта „Текедере“ в едноименната местност.

За да се избягнат наклоните с наклон, по-голям от 15 ‰ са проектирани и изпълнени варианти в междугарията Червен бряг – Телиш, Згалево – Пордим, Левски – Градище, Бутово – Павликени, Ресен – Поликраище – Горна Оряховица, Асеново – Славяново и други.

В началото на 50те години железопътният участък София – Мездра става лимитиращ по пропускателна и превозна способност не само за тази линия, но и за движението на влаковете за цяла Северна България. Нарастването на превозите се чувства най-много в този участък, а въвеждането на дизелова тяга не решава въпроса за увеличаване пропускателната способност до необходимата. Това налага през 1955 г. да започнат проучвания за удвояване на този участък. Работата по него започва през 1958 г. в междугарието Лакатник – Левище и в следващите години съобразно необходимостта от увеличаване на пропускателната способност – и на другите междугария. През 1969 г. е удвоено и междугарието Черепиш – Лютиброд, с което се завършва целия участък София – Мездра.

Нарастването на превозите налага увеличаване на пропускателната способност и в участъка Синдел – Варна, тъй като той поема товарите от направленията София – Горна Оряховица – Варна, Русе – Варна, Кардам – Варна, Старо Оряхово – Синдел и Карнобат – Варна. Във връзка с това през 1962 г. той е удвоен, с изключение на междугарието Белослав – Страшимирово. Двойната железопътна линия е изместена в обход на Белославското езеро. Така се постига и приближаване на линията до изграждащата се промишлена агломерация Варна – Девня и до пристанище „Варна-запад“. Първоначалните варианти за изместването на тази част от линията са от 1954 – 1956 г., като тогава са направени икономически проучвания за строеж на плавателен канал, свързващ морето с Варненското и Белославското езеро и изграждането на новото пристанище „Варна-запад“.