沟海线东起沈大线的海城唐王山站，西到沈山线的沟帮子站，全程101.7公里，于1970年建成。该线对辽河油田的开发建设和盘锦市新兴化工工业的迅速发展以及缓和沈山线东段、沈大线沈阳以南的运输能力紧张状况起到了一定作用。2004年经过电化改造，现为单线电气化铁路，自动闭塞行车模式。
2004年7月11日，沟海电气化铁路牵引改造正式开始。为十年后盘锦迎来新一代160km级别干线机车提供重要保障。
沈阳铁路局工程建设指挥部、中铁电气化局集团沟海电化工程项目经理部、郑州中原监理公司沟海电化工程监理站、原锦州铁路分局站前工程指挥部、原锦州铁路分局机务分处等单位领导参加了立杆仪式。
沟海铁路电气化改造牵引供电工程全部在辽宁省境内，西端与秦沈铁路客运专线（现京哈线秦沈段）沟通，东端和沈大线相连，是华北连通东北沿海地区的一条捷径，线路全长102.5正线公里。沟海铁路电气化改造牵引供电工程是中铁电气化局集团中标的第一个施工总承包项目，由中铁电化局集团、铁道第三勘察设计院和设备材料供应商组成联合体，共同完成该项目接触网、变电及房建工程的施工图设计、工程施工和物资供应全部任务，该管理模式是原铁道部对铁路基建管理改革的一次重要尝试，在全路尚属首例。
2006年，沟海电气化改造完工，进一步增强我国东北铁路路网的机动性和灵活性，列车运行速度由原来的80公里/小时提高至160公里/小时，成为国铁I级干线，对于我国东北沿海地区的能源供应、环境保护、经济发展将起到极大的促进作用，同时对振兴东北老工业基地、加速东北沿海地区开发建设都具有重要意义。
2014年8月，沈局首先为经过沟海线的沈阳北~深圳的T188/5 深圳~沈阳北的T186/7次列车更换了设计时速160km/h的25T新型车体，后期由更换了HXD3D型高速电力机车，九月底，沈阳北~上海的K190、上海~沈阳北的K189次也更换为HXD3D机车。
目前运行在沟海线上的客运列车，90%均为HXD3D准高速电力机车牵引。
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