南同蒲铁路为同蒲铁路的南段，全长528公里。共有车站60个。 线路自太原站引出，向南延伸，经太原、临汾、侯马三个盆地，进入中条山区北部，沿涑水上游过闻喜，经运城、解县、永济，达黄河北岸的风陵渡口，在陕西省华阴市孟塬镇的华山站与陇海铁路相连，是沟通晋陕两省的交通大动脉。

南同蒲铁路513公里，于1933年5月开工，1935年12月竣工。北同蒲段351公里，于1933年11月开工，1939年竣工。1951年8月，同蒲铁路全线恢复通车。1956年将全线米轨按一级干线标准拨宽改建。1958年于风陵渡、潼关间建成黄河便桥与陇海铁路相接，后拆除。重建的潼关黄河桥及南同蒲、陇海联络线于1970年6月竣工。南同蒲铁路自1981年开始修建第二线，于1989年8月双线开通至侯马。

2010年12月，太原至侯马段完成电气化改造，运输能力大大增强。此外侯马至华山站段的电气化改造也在筹建过程中。

2019年12月7日，由中国中铁电气化局西安电化公司承建的黄河风陵渡铁路桥完成电气化改造，同蒲铁路至此全线电气化。