2009年6月12日铁道部、海南省召开海南西环铁路预可研审查会
2009年中铁二院发布二设计调546号，标题是《关于下达海南西环快速铁路初测、可研设计的通知》
2010年9月27日铁道部对《海南西环快速铁路可行性研究报告》（送审稿）初审
2010年12月，海南东环快铁通车暨新建海南西环铁路奠基
2011年4月7日，海南西环快速铁路初步设计方案通过铁道部审批
2011年制定详细的《海南西环快速铁路可行性研究报告》（正式稿），网上有下载的
2011年7月，海南西环快速铁路可行性研究报告正式获国家批复
2012年3月项目列入了国家《十二五综合交通运输体系规划》专栏6的快速铁路表
2012年9月28日，海南西环铁路凤凰机场至三亚站正式开工建设
2012年12月，海南西环铁路凤凰机场至三亚段施工图和海口至凤凰机场段初步设计工作已基本完成，为下阶段海南西环铁路全面开展施工图设计工作奠定了基础
2013年1月，海南西环铁路凤凰机场至海口段初步设计获铁道部批复，并转入施工图设计，征地拆迁正全面展开，为项目建设创造条件
2013年9月29日，海南西环铁路海口至三亚凤凰机场段正式开工建设
2015年6月30日17点40分，海南西环铁路全线铺轨正式完成，标志着海南环岛高铁正式连通
2015年10月13日，海南西环铁路进入联调联试阶段，完成联调联试后将进入试运行阶段 西环铁路项目，被列为海南省“十二五”时期的头号基础设施工程。根据此前安排，项目总投资271亿元，其中工程投资255.4亿元，其余15.6亿元为机车车辆购置费。
按照此前约定，在出资比例上，海南省政府和原铁道部按照三七开比例，共出资175.5亿元构成项目资本金，余下资金则需要通过银行贷款等渠道筹集。出资方海南省和原铁道部同向海南东环铁路公司增资扩股，由后者负责该项目的建设和经营管理。
西环铁路将穿越海南西部6市县，其土地面积占该省40%，人口占36%。该项目从获准开展研究到真正的全面开工，其间经历一波三折，甚至一度出现将被“搁浅”的说法。早在2010年10月，国家发改委即批准西环铁路立项，2010年12月30日项目举行奠基仪式。2011年7月初，西环铁路可行性研究报告正式获国家发改委批复，项目进入实施阶段，海南省计划花4年时间完成这一工程。然而，受温州“7·23”特大动车事故影响，项目彼时基本陷入停滞状态。
记者从接近海南省（跨海办）铁路办的人士处获悉，海南自始至终没有放弃西环铁路的筹备工作。2012年，海南省在财政资金紧张的情况下，决意先行划拨近7000万元资金，用于垫付项目的勘探设计所需资金，将勘探工作做在前面。
至2013年，在国家对宏观经济进行“微刺激”，追加铁路投资的背景下，海南西环铁路项目建设工作再次进入快速轨道。海南省跨海办（铁路办）主要负责人在接受媒体采访时表示，西环铁路项目将彻底改变海南交通格局，缩短西部6市县的时空距离，营造海南“同城效应”，构建“同城生活圈”。
国家发改委于2011年7月正式批复可行性研究报告，全长344公里，分成三亚站至凤凰机场段和凤凰机场至海口段两线段施工建设，其中三亚站至凤凰机场段全长10.03公里，初步设计方案已于2011年4月7日通过铁道部审批，投资约10亿元人民币，工期为两年。
新建海南西环铁路线路等级为国铁Ⅰ级，正线数目为双线；总投资271亿，建设工期为四年，在海南省领导的大力争取下，工期缩短至两年，并由原先13个客运车站，增加至16个客运车站，其中澄迈福山站，儋州海头站，乐东黄流站为新增的三个站点。
到达海南三亚的铁路路线
火车从海口———三亚，将要经过海南省西部9个市县，包括海口、澄迈、临高、儋州、白沙、昌江、东方、乐东、三亚。