汉丹铁路自武汉铁路枢纽汉西站西咽喉引出，并由京广铁路汉西站北咽喉引出汉西联络线至新墩站连接汉丹铁路正线，向西经孝感（长江埠、云梦、安陆）（武汉东西湖舵落口-应城长江埠为老汉宜公路路基）、随州、襄阳、老河口至湖北省丹江口市丹江站，全长412公里。其中襄阳北站至老河口东站与襄渝铁路共轨。1958年10月开工，1966年通车，1967年交付运营。全线隶属武汉铁路局管辖。它南接京广、武九铁路，在厉山站接出小厉线通向宁西铁路小林站，在襄阳与焦柳、襄渝二铁路交会，是湖北省中部与西北部联系的交通干线。该线东南区段主要在江汉平原，地势低平，河网密集；西北区段在鄂西北丘陵谷地延伸。它在修筑对丹江口水利枢纽工程和发展鄂西北工业方面发挥了积极的作用。
该线路老河口东至汉口段开通客货运输，西段丹江至老河口东已停办客运业务，仅办理少量货运业务。2001年10月21日，在全路第四次大提速中，汉丹线汉襄段作为武汉至成都、重庆铁路通道的重要组成部分，列车运行时速由120公里提升到140公里。汉丹铁路老河口至丹江口段电气化改造已于2010年启动，但是至今仍未实行。汉襄段运行时速为160-200公里每小时。