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第一，三大干线快速列车最高运营时速由140公里提高到160公里；非提速区段快速列车最高运营时速提高到120公里。
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第二，广深准高速铁路通过租用瑞典摆式列车X2000，开行了最高运营时速达200公里的旅客列车。按照国际铁路联盟的定义，既有线改造时速达200公里即为高速铁路。虽然只有一个班次，算是一个特例，信号系统还是老式的，但某种意义上，1998年10月1日之后的广深铁路已经算是高速铁路了。
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第三，快速列车在第一次大提速40对的基础上增加了一倍，达到80对；“夕发朝至”列车因为大受欢迎，由78列增加到228列。
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2000年10月21日，中国铁路又进行了第三次大提速。与前两次大提速主要在京沪、京广、京哈三大南北干线上进行不同，这次大提速主要针对陇海、兰新、浙赣等东西向铁路，同时也包括京九这条南北大通道。2000年，中国正式实施西部大开发战略，我国东西部间人员、物资的交流迅速增加。铁路第三次大提速正是在这样的背景下实施的。经过这次提速，北京到乌鲁木齐的T69/70次列车旅行时间比1997年压缩了19小时36分；上海到乌鲁木齐的T53/54次列车旅行时间比1997年压缩了22小时58分。经过这三次奋力地改造，中国铁路提速线路总里程已经接近1万公里，初步形成了覆盖全国主要地区的“四纵两横”提速网络。
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第三次大提速除了硬件上的突破外，在管理上也有一个表面上看起来不起眼，但是对乘客出行体验有重大影响的突破，就是全国铁路首次实现联网售票，首次有400个较大车站获得了异地售票资格。
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铁路第四次大提速新闻发布会现场。
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为了总结前三次提速的经验，2001年7月2日，铁道部还专门在北京组织召开了座谈会，并根据座谈会的精神制定了一个既有线提速的纲领性文件——《铁路“十五”提速计划及实施意见》。应该说这份文件对速度的认识非常到位，文件开篇就说：“速度是交通运输发展的重要标志，世界交通运输发展的历史，就是一部速度不断提高的历史。提速不仅仅是提高了列车速度，更主要的是推动了铁路运输质量的提高和科技进步。”[80]
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被称为“猪头”的东风11G型客运内燃机车在海南。
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（摄影作者：罗春晓）
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这份文件还抛出了一个雄心勃勃的计划，提出要在2001年、2003年和2005年再分别进行3次大规模提速，形成覆盖全国主要城市的1.6万公里提速铁路网。文件为中国铁路描绘了一个美好的未来，提出客运专线旅客列车最高时速要达到200公里，繁忙干线旅客列车要达到时速160公里，部分干线旅客列车时速要达到120公里。主要干线城市，距离500公里以内要实现“朝发夕至”，距离在1200公里左右的要实现“夕发朝至”，距离在2000公里左右的要实现“一日到达”。[81]
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根据这份文件描绘的路线图，第三次大提速一年后，2001年10月21日铁道部又组织了第四次大提速。这次大提速主要是对前几次大提速的进一步延伸和完善，铁路提速线路延展里程拓展到1.3万公里。
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时间来到2004年4月18日。3个月前《中长期铁路网规划》刚刚获得国务院批准，“四纵四横”客运专线网络尘埃落定；半个月前国务院刚刚召开了铁路机车车辆装备问题专题会议，确定了“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的总方针，以“引进消化吸收再创新”为核心内容的高速动车组技术引进工作即将展开。此时正处在中国高铁时代的前夜，轰轰烈烈的、前无古人后也不可能有来者的中国高铁大建设时代即将到来。就在这一天，铁道部开启了中国铁路第五次大提速。
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第五次大提速也有很多亮点、很多突破，概括起来包括以下几点：
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第一，首次开行了“Z”字头的直达特快列车，共开行了19对，主要在京沪、京广、京哈等干线铁路上运营，其中上海局有11趟，被火车迷们称为“大动局”的上海铁路局，此时已经威风凛凛了，也可以说“大动局”已经雏形初现。直达特快列车平均运行时速达到了惊人的119.2公里，特快列车的平均运营时速也达到了92.8公里。
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需要特意说明一下的是，为了开行直达特快列车，铁道部专门要求中车戚墅堰公司研制了被车迷们亲切地称为“猪头”的东风11G型客运内燃机车。之所以被称为“猪头”，一是因为它的外形圆润酷似一只小猪；二是因为它担当的运输列车是直达特快列车，简称“直特”，拼音简称是“ZT”，与猪头的拼音简称一致。
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很多人也许会问，中车戚墅堰公司不是已经有“狮子”——东风11型客运内燃机车了吗？为什么还要研制新型内燃机车？原因是直达特快列车对牵引机车提出了更高的要求。一是长交路、一站直达。“交路”是个铁路专业用语，是指机车担当运输任务的固定周转区段。“长交路”是指机车运行交路突破1000公里，例如北京至杭州的交路超过1600公里，中途不更换机车。二是单司机操纵，不再配备副司机，仅由一个司机完成全程运行。所以，铁道部对“猪头”的要求是“三个一”，即：以时速160公里的最高速度一次运行超过1600公里、由一个司机进行操作控制、一次装车试验成功。对于这“三个一”，优秀的“猪头”都做到了。当时的铁道部领导班子正在大力宣传铁路“跨越式发展”，而优秀的“猪头”被他们视为掌上明珠，所以当时生产的每台“猪头”上，都印有“跨越”字样标志。“猪头”采用的是双机重联，截至2010年10月停产共生产了184台（92组）。
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第二，京沪、京广、京哈少部分路段最高运营时速能够达到200公里，实际上已经符合国际铁路联盟对高速铁路的定义了。
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第三，25T型铁路客车上线运营。25T型铁路客车，能够满足以时速160公里持续运行20小时不停站，主要部件满足200万公里内无需换修的要求。25T型铁路客车构造时速为210公里，最高运营时速为160公里。这是截至目前中国普速铁路上最高端的铁路客车型号，采用蓝白相间涂装，与红白相间涂装的25G型铁路客车及墨绿色涂装的22型或25B型铁路客车相区分，备受车迷及广大乘客喜爱。2013年后，包括25T型列车在内的大部分铁路旅客列车被统一换成墨绿色涂装。
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韶山8型电力机车在郑武线创造时速240公里现场。
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中国铁路第五次大提速是中国高铁时代到来前，中国铁路进行的最后一次大提速。虽然，后面还有一个名叫“第六次大提速”的事件发生，但是它与前面的五次大提速已经有了本质意义上的区别，在那次大提速中，一种名叫“和谐号”的白色精灵开始在中华大地穿行，并俘获了中国人的心灵，它们就是CRH中国高速动车组。那次大提速正式开启了中国高铁时代的大门，中国从此迈入高铁时代。
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