提速技术装备开发和提速试验的成功，使中国铁路线路、桥梁、隧道、机车、车辆、通信信号等技术装备水平有了较大幅度的提高，提速的条件已经具备。从1997年到2001年，
铁道部先后实施了4次大面积提速调图。
1997年4月1日零时，中国铁路开始实施第一次大面积提速并全面调整列车运行图。全国铁路以沈阳、北京、上海、武汉等大城市为中心，在京广、京沪、京哈三大干线开行了最高时速达140公里、旅行时速在90公里以上的40对快速列车，同时提高了其他旅客列车的运行速度，并首次开行了78列“夕发朝至”列车。当年铁路旅客周转量完成3543亿人公里，为年计划的107.4%，比1996年增加了223亿人公里，增长6.7%。客运收入完成261亿元，比1996年增长10.1%。
1998年10月1日零时，以京广、京沪、京哈三大干线为主的中国铁路第二次大面积提速调图开始实施。提速后，快速列车最高运行时速达到160公里，非提速区段快速列车最高时速达到120公里。广深线利用摆式列车，最高运行时速达到了200公里。快速列车增至80对，增加了40对。“夕发朝至”列车由64列增加到228列。
为缩短东、西部之间时空距离，2000年10月21日零时，中国铁路第三次大面积提速在陇海、兰新、京九、浙赣线顺利实施。其中陇海、兰新线提速线路里程达到了3410.8公里。北京西一乌鲁木齐的T69/70次列车全程旅行时间47小时52分，比1997年提速前压缩19小时36分。上海一乌鲁木齐T53/54次列车全程旅行时间比1997年提速前压缩22小时58分。
至此，中国铁路京广、京沪、京哈、京九线四条纵贯南北的大动脉和陇海、兰新线，浙赣线两条横跨东西的大干线全面实现了提速，初步形成了覆盖全国主要地区的“四纵两横”提速网络。
2001年10月21日零时，中国铁路第四次大面积提速调图开始实施，重点区段为京九线、武昌一成都（汉丹、襄渝、达成）、京广线南段、浙赣线和哈大线。这次提速延展里程4434公里。部分重点列车旅行时间进一步压缩，北京一广州T15/16次旅行时间压缩了1小时18分；北京一杭州T31/32次旅行时间压缩了20分；北京一深圳T107/108次旅行时间压缩了5小时51分；武昌一成都T246/247次旅行时间压缩了5小时36分；大连一哈尔滨T261/T262次旅行时间压缩了2小时30分。经过这次提速后，中国铁路提速网络进一步完善，提速范围进一步扩大，铁路提速总里程达到13 000公里，提速网络覆盖了全国大部分省区。
