1997年，由烏茲別克斯坦首先提出，中國、吉爾吉斯斯坦、烏茲別克斯坦就聯通三國的中吉烏鐵路籤署備忘錄。兩年後的1999年，位於蘭州的鐵道部第一勘測設計院在《新建中吉烏國際鐵路中國境內段可行性研究報告》中提出了南北兩個方案。
當時估計，北線方案全長約577公里。
它自新疆的喀什向西，在克孜勒蘇柯爾克孜自治州的吐爾雜特口岸，以3.85公里必坦牙咫逃生小AI何內一而代六安全長593坦。然後，鐵路前進到卡拉蘇，至此到烏茲別克斯坦的安集延，都可利用現有線道。南線力未王抵達內公里，自喀什向西南抵達庫爾幹，從伊爾克什坦口岸出境進入吉水吉斯斯坦，傑後問四紅下業A公久集延。2004年1月，國務院常務會議討論通過《中長期鐵路網規劃》，明確提出新建中吉烏鐵路喀什到吐爾孕特段，即以採取北線方案為基礎。
這主要來自吉爾吉斯斯坦的主張，因為北線經過該國的主要礦產區。當時三個國家共提出了8個方案。安集延最遲自漢代起就是中亞的經貿中心，從這裏開始有線路經土庫曼斯坦、伊朗、土耳其，與歐洲鐵路網接軌。
從新疆到安集延，精確地複製了絲綢之路的路線。目前，從中國有三條鐵路線可以前往歐洲。一條需要先到俄羅斯遠東地區的哈巴羅夫斯克和符拉迪沃斯託克，通過西伯利亞大鐵路直達荷蘭鹿特丹港。
另一條東起中國江蘇連雲港，經過哈薩克斯坦、俄羅斯等國直抵鹿特丹港。由於前蘇聯地區使用寬軌，其間必須更換車軸。亞歐之間的物流通道主要包括海運通道、空運通道和陸運通道，中歐班列以其運距短、速度快、安全性高的特徵，以及安全快捷、綠色環保、受自然環境影響小的優勢，已經成為國際物流中陸路運輸的骨幹方式。
中歐班列物流組織日趨成熟，班列沿途國家經貿交往日趨活躍，國家間鐵路、口岸、海關等部門的合作日趨密切，這些有利條件，為鐵路進一步發揮國際物流骨幹作用，在"一帶一路"戰略中將絲綢之路從原先的"商貿路"變成產業和人口集聚的"經濟帶"起到重要作用。為適應日益增長的中歐班列沿線各國間國際聯運貨物運輸需要，進一步提高運輸質量和效益，打造"快捷準時、安全穩定、綠色環保"的鐵路國際聯運貨物運輸品牌，鐵路部門按照"六統一"，即:統一品牌標誌、統一運輸組織、統一全程價格、統一服務標準、統一經營團隊、統一協調平台，強化機制和裝備保障的原則，擬定了《中歐班列組織管理暫行辦法》和中歐班列品牌標誌設計方案，不斷優化班列組織方案。在7月1日調整的列車運行圖中，鐵路總公司以市場和客户為導向，從與口岸、海關作業無縫銜接入手，按班列早晨到達口岸倒排運行圖，平均壓縮國內段運行時間在1天左右。同時，總公司進一步加強班列服務團隊，提升班列服務質量，由集裝箱公司全面推進中歐班列服務平台建設，設立單證中心和客户服務中心，統一向中歐班列客户提供單證服務，定點定時向客户推送班列追蹤信息和客户服務，加強境內外營銷組織，為客户提供優質的全程物流服務。
鐵路總公司正按照全程統一編制運行圖，基本滿足每天1列、日行1000公里、全程運輸時間在12天左右，在做好整列直達組織的基礎上，逐步推進按成組集結、零散中轉等運輸組織方式的目標，不斷深化中歐班列建設。
