敦煌铁路从兰州至新疆铁路柳沟站接轨，向西南方向走行于312国道北侧的戈壁滩上内，敦煌铁路于2004年9月容7日正式奠基开建。敦煌铁路于2006年8月5日正式开通。
敦煌铁路是国内同等级铁路中投资最少的一条铁路。加之大部分建设工地处在“一年一场风，从春刮到冬”的“世界风库”，全线除瓜州站区和敦煌站区有水源外，其余地段均无水无电，自然环境恶劣，施工难度可想而知。为了保证工期，建设者克服了重重困难。帐篷刚搭好就被风吹跑，他们只能睡“地窝子”；没有水，他们就沿途打井取水；没有电，他们就用发电机发电。沿线有许多施工区段荒无人烟，车辆无法通行，施工设备和物资全靠人力运输。冬天，这里的气温最低达零下38℃，滴水成冰；夏季最高气温高达43℃，铄石流金。施工单位的职工就是在这种恶劣的条件下，克服了常人难以想象的困难，啃下了一块又一块“硬骨头”，确保了工程按期完工。
为尽量避免车站噪音、震动等因素对敦煌市文物古迹、人民生活的影响，设计人员多次深入现场调研并与文物保护部门、地方政府、铁路运营单位沟通，科学论证，多处选址，最后站址选在距敦煌市约15公里远的地方。