歷史
通車初期
1907年，連線香港與廣東省省城廣州的廣九鐵路(又稱九廣鐵路)動工，由於當時香港屬於英國殖民地，廣九鐵路分成華、英兩段。1910年10月1日，香港境內的九廣鐵路英段首先通車。1911年10月8日，來往香港與廣州的直通列車也隨九廣鐵路華段建造完成而正式投入服務。最初的港穗直通車的北面終點站設在廣州大沙頭，經吉山、石龍、常平、樟木頭、深圳至香港尖沙咀火車站，全長178.55公里。通車初期，每天開出兩班，特別快車行車時間約2小時55分鐘，慢車約需7小時，座位分為頭等及二等，票價分別為5.4銀元及2.7銀元。1936年至1937年間，香港九廣鐵路局更提供豪華直通車服務，改裝了兩輛柴聯車，分別命名為"廣州淑女"(Canton Belle)和"大埔淑女"(Taipo Belle)，設有酒吧區和觀景廂，1936年10月14日，"大埔淑女"創下九龍至廣州間2小時15分不停站的時間記錄。
抗日戰爭時，日軍於1938年侵占廣州前後，廣九鐵路受戰火破壞，廣九直通車只能有限度服務。1941年12月，香港淪陷，廣九鐵路全線被日軍占領及轉為軍用，直通車服務停止。1945年8月日本投降後不久廣九直通車隨即恢復。
1949年後
1949年10月1日，中華人民共和國成立，10月14日，南下的解放軍進占廣州和石龍，港穗直通車中止，此後中國內地曾與香港政府幾次商議恢復直通車服務，雖然中華人民共和國對恢復直通車持正面態度，中華人民共和國國務院總理周恩來也曾50年代初提出希望兩地直通火車恢復運行，但因政治等多種因素，一直無法達成協定。
麥理浩在紅磡迎接首班重開的廣九直通車隨著中國在七十年代末開始實行改革開放，1979年1月初，中華人民共和國開始派人與香港政府接觸，商討恢復直通車，然後九廣鐵路局也主動向廣州鐵路局(今廣州鐵路集團)提出此問題，廣州鐵路局上報鐵道部，及後在1月25日，鐵道部向國務院申報了《關於開行廣州-九龍直通旅客列車問題的請示》，很快國務院批准了"積極進行直通客車的籌備工作，力爭儘快開行"，並獲鄧小平直接批示，接著廣州鐵路局開始進行準備，包括擴建廣州站(當時廣州火車站已遷至流花橋的新客站)，興建大型聯檢房和候車廳，並在3月16日完成試運行。同年3月20日，廣州鐵路局和九廣鐵路局的代表正式簽訂通車協定。因時任香港總督麥理浩在三月下旬訪問北京時表示，希望返回香港時能乘坐首班廣九直通車，所以通車日期最終定於4月4日。當天廣州火車站舉行首列港穗直通車的開行儀式，廣東省和廣州市領導、香港總督麥理浩和夫人，以及香港各界人士應邀出席。上午8時20分，鐵道部副部長耿振林為首發91次廣九直通旅客特別快車剪彩。上午8時半，中斷了30年後恢復通車的首班港穗直通車從廣州開出，由東風3型0149號內燃機車牽引四方廠制24型空調客車，列車進入香港境內的羅湖站後由港方的帶道司機指引進入香港路段，約3小時後到達香港九龍紅磡站，其中港段運行時間約55分鐘。這天距離中國共產黨第十一屆三中全會閉幕僅僅103天。
當時每天開行廣九直通旅客特別快車一對，廣州開往九龍的91次列車，開車時間是上午8時30分;由九龍開往廣州的92次列車，下午1時開車。列車單程行車時間2小時54分。東風3型內燃機車牽引由10輛空調軟座車、1輛發電車、1輛餐車、1輛行李車組成的列車車底，當時單程票價為應合港幣53.5元/人民幣16元(當時匯率約合每百港元兌換人民幣30元)。旅客可以在廣州辦理出境手續後，直接乘坐火車從廣州到達九龍站(紅磡站)，然後辦理入境手續，免去了攜帶行李徒步走羅湖橋的過程。每班列車載客限額640人，全年客流僅容許30多萬人次。而負責列車乘務工作的列車員，由原廣深二組所擔任(後來改稱廣九客運段廣九二組)。第一批48名直通車列車員，是從廣州鐵路局3000多名列車員中挑選出來的，而且條件非常嚴格，並要通過政治檢查。1979年4月15日，廣州舉辦第45屆廣交會，大多數採購商的第一交通選擇便是乘坐廣九直通車。隨著客流增長，1980年1月11日，第二對廣九直通車開行;1984年7月1日又開行了第三對，1986年增至每天4對，春節時再開加班車，同時列車總載客量增至840人，直至準高速列車在1995年投入服務後才減至624人。即使如此當時車票仍供不應求。客流增長直至1994年受廣深高速公路開通後的大巴競爭而放緩。
從1984年開始，廣九直通車開行夜晚到達九龍的列車，為解決列車乘務員在香港的住宿問題，位於尖沙咀的乘務員公寓應運而生。該公寓位於漆鹹道南39-43號"鐵路大廈"。按照規定，乘務員從紅磡車站出來，就由專車送到公寓，次日早上再乘專車返回紅磡站上車;平日任何人都不準以任何理由請假外出，也不得在公寓會客和接待親友。這些規定並一直沿用到今天。
廣九直通車對中國對外開放的改革歷程有相當重要的意義。據統計，由1979年4月到1980年年底，已有25個國家和地區的首腦及外交大臣在到中國進行國事訪問時，乘坐廣九直通車出入境。包括時任新加坡總理李光耀，美國前總統尼克森、副總統蒙代爾、國務卿基辛格等。
1982年12月28日起，廣州鐵路局與香港九廣鐵路決定調整直通車的票價和行李、包裹運費，約分別提高47%和30%。1984年，在改革開放浪潮下，為了迎合港澳台旅客較為"西方"的觀念，擔當廣九直通車乘務的廣九客運段要求乘務員化淡妝，穿西服，打領帶，穿皮鞋，開創了全國鐵路服務的先河。1985年，91/92次直通車首次掛上豪華餐車，以及在101/102和107/108次直通車的餐車上實行自助餐模式。後來，廣九直通車更成為全路首列推行無干擾服務的列車。
延長路線
1993年1月，開行廣東省佛山-香港的直通車，當時車次為191/194(往九龍)、192/193(往佛山)，更在1995年3月28日延伸至肇慶，當時的車次是101/104(往九龍)、102/103(往肇慶)。
1994年，廣深鐵路完成準高速改造，1995年3月27日，港穗直通車開始使用25Z型準高速客車，最高時速提升至160公里，運行時間縮短到1小時45分，並使用當時代表準高速列車的"Z(準)"字頭車次，每天4對準高速列車。同年10月8日起，港穗直通車開始在東莞市常平鎮的常平站停靠(常平站於1997年12月23日升格並更名為東莞站，後於2013年6月20日復名為常平站)，為來往香港與東莞的旅客提供更大的方便，至今大部分港穗直通車的班次仍均會停靠常平站。
1996年港穗直通車的北面終點遷往位於天河區的廣州東站。到1997年香港回歸時廣九直通車每天開行六對，年載客量148萬。
高速化
廣九直通車
廣九直通車1998年6月1日，廣深鐵路電氣化工程完成，港穗直通車開始使用最高時速達200公里的"新時速"擺式高速列車運行當時代表高速列車的"G(高)"字頭車次，運行時間縮短至最短90分鐘。至1998年8月28日，九廣鐵路公司購入的九廣通列車正式投入服務，此前港穗直通車只是由廣深鐵路股份有限公司單方面擔當營運的車輛。九廣通初期每日來回各開出1班，現時九廣通每日則有來回3班。
1999年6月28日，廣九直通車先後開行了第5、6、7對。2001年6月13日，廣深鐵路股份有限公司與香港廣九鐵路公司聯合開行東莞至九龍的"假日直通車"，逢星期五、星期六、星期日開行，車次為T823/818次，服務項目、服務標準與其他廣九直通車一致。從2002年12月25日起，假日直通列車由周末開行改為每周二至周日開行，每周開行6天。隨著《內地與香港關於建立更緊密經貿關係的安排》(簡稱CEPA)的實施，在2003年6月28日和10月20日分別增開了第8對和第9、10對廣九直通車，而來往東莞和九龍的直通車也於2003年6月30日被取代。截至2004年4月，恢復運行25年來，廣九直通車已運送旅客4500萬人次。2004年4月18日起，廣九直通車新增開2對，開行總數增至12對，平均每隔一個小時開行一趟，並將直通車車票預售期延長為60天。
2006年10月16日，香港特別行政區行政長官曾蔭權在乘坐T801次廣九直通車時寫下題詞:"感謝你們的專業服務。"
2008年12月21日起，根據港鐵最新公布的廣九直通車時刻表，所有廣九直通車(包括九廣通)均會改為行走廣深線中的第三線及第四線(即普速線)，由於廣九直通車改為行走廣深線中的第三線及第四線(即普速線)，所以列車由160km/h降至140km/h，行車時間有所增加。2008年年運送旅客增加到的304.3萬人次。
2010年10月22日，台灣著名作家李敖乘坐廣州東開往九龍紅磡的T815次廣九直通車時，有感於列車的優質服務，特意題詞"我欲乘風歸去，只有廣鐵稱心"，並主動和乘務員合影留念。截至2010年10月，廣九直通車自1979年4月恢復運行以來載客量已逾6250萬人次。據廣鐵集團統計，30年以來廣九直通車客流類型也有很大改變，恢復運行初期客流大多為外賓、海外華僑和港澳台旅客，而今則以出境內地遊客及商務客為主，其中內地客普遍占到五成以上。
2012年12月21日中華人民共和國鐵道部實行新運行圖，此前由廣深鐵路股份有限公司擔當的直通車告別開行了18年的25Z型客車，以全新的25T型客車面世，但因線路設計原因，列車最高速度仍然為140km/h，同時，廣九直通車上的乘務員也換上新裝，以全新的面貌與姿態迎接廣大旅客。
在2013年，廣九直通車接送了430萬人次客流，2014年2月1日(年初二)創下單日14600人次客流的最高紀錄。
車站
| 廣東線 |
| 九龍（紅磡）↔常平（東莞）↔廣州東↔佛山↔肇慶 |
票價（港幣）
東莞·九龍（紅磡）－常平：成人$145，小童$73(只設一等)
·九龍（紅磡）－廣州東：成人$190，小童$95(一等)/成人$230，小童$115(特等)
·九龍（紅磡）－佛山：成人$210，小童$105(只設一等)
·九龍（紅磡）－肇慶：成人$235，小童$117.5(只設一等)
2015年7月15日起，廣州東站開出班次全部增加20港元每位（小童半價）。
由佛山及肇慶前往紅磡的車票必須在內地購買。
* 5歲以下兒童免票，5-10歲兒童購半票，10歲以上購成人票。
* 請於開車前45分鐘到站辦理出境手續，旅客辦理出境手續後，請儘快登車，登車閘口將於開車前10分鐘關閉。
* 廣九直通車乘客可隨身攜帶免費行李：大人20公斤，兒童10公斤（包括免費兒童），每件攜帶品的長寬高相加之和不得超過160厘米，超重應辦理託運。
時刻表
廣州東→香港九龍（紅磡）
| 車次 | 廣州東 | 常平 | 九龍（紅磡） |
| Z801 | 8：19 | 9：01—9：03 | 10：17 |
| Z807 | 9：04 | 9：46—9：48 | 11：02 |
| Z813 | 9：55 | 10：37—10：39 | 11：53 |
| Z823（九廣通） | 10：37 | 11：19—11：21 | 12：33 |
| Z817 | 12：03 | 通過不停車 | 13：56 |
| Z809 | 14：04 | 14：46—14：48 | 16：02 |
| Z825（九廣通） | 15：38 | 16：20—16：22 | 17：34 |
| Z815 | 16：14 | 16：56—16：58 | 18：12 |
| Z819 | 18：20 | 19：02—19：04 | 20：18 |
| Z827（九廣通） | 20：30 | 21：12—21：14 | 22：26 |
| Z811 | 21：32 | 通過不停車 | 23：25 |
香港九龍（紅磡）→廣州東
| 車次 | 九龍（紅磡） | 常平 | 廣州東 |
| Z812 | 7：25 | 8：37—8：39 | 9：24 |
| Z824（九廣通） | 8：15 | 9：25—9：27 | 10：12 |
| Z820 | 9：24 | 10：36—10：38 | 11：53 |
| Z808 | 11：32 | 通過不停車 | 13：26 |
| Z814 | 12：23 | 通過不停車 | 14：17 |
| Z826（九廣通） | 13：11 | 14：21—14：23 | 15：08 |
| Z818 | 14：32 | 15：44—15：46 | 16：31 |
| Z810 | 16：35 | 17：47—17：49 | 18：34 |
| Z828（九廣通） | 18：00 | 19：10—19：12 | 19：57 |
| Z816 | 18：44 | 19：56—19：58 | 20：43 |
| Z802 | 20：01 | 21：13—21：15 | 22：00 |
香港九龍（紅磡）→肇慶
| 車次 | 香港九龍 （紅磡） | 常平 | 廣州東 | 佛山 | 肇慶 |
| Z804/805 | 10：52 | 12：04—12：06 | 12：51—13：16 | 13：47—13：49 | 14：55 |
| 車次 | 肇慶 | 佛山 | 廣州東 | 常平 | 香港九龍 （紅磡） |
| Z806/803 | 15：30 | 16：33—16：35 | 17：07—17：33 | 18：15—18：17 | 19：31 |
使用車輛
| 年代 | 使用車輛 |
| 1949年10月前 | ·九廣鐵路局的 蒸汽機車 和鐵路客車 ·廣州淑女（Canton Belle）/ 大埔淑女（Taipo Belle）柴油軌道車（1936~1937年） |
| 1979年—1984年 | · 東風3型內燃機車 牽引四方廠制24型空調客車 ·25型空調客車 |
| 1984年—1994年 | 牽引機車： ND2型內燃機車 / 東風4B型內燃機車 （90年代起） 車輛：25型空調客車/ 25B型客車 （佛山-九龍直通車，1993年起） |
| 1994年—2007年4月 | · 廣九直通車 · 東風9型內燃機車 （2003年）、 韶山8型電力機車 （1999－2002/2004年）、 東風11型內燃機車 牽引 25Z型客車 · X2000 擺式高速列車（1998年8月28日至2007年4月止） · 九廣鐵路公司 的Ktt 九廣通列車（1998年8月28日起）
|
| 2007年4月—2012年12月 | ·廣九直通車： ·韶山8型電力機車（2009年5月14日起）牽引25Z型客車（至2012年12月20日止） ·Ktt 九廣通列車 ·肇九直通車： ·東風11型內燃機車牽引25Z型客車（至2012年12月20日止） |
| 2012年12月— | ·廣九直通車： ·韶山8型電力機車牽引四方制國產 25T型客車 ·Ktt 九廣通列車 ·肇九直通車： ·韶山8型電力機車（九龍（紅磡）至廣州東）， 東風11G型內燃機車 （廣州東至肇慶）牽引四方制國產25T型客車 |
機車交路
| 車站區段 | 九龍（紅磡）↔廣州東 | 廣州東↔肇慶 （肇九直通車） |
| 本務機車 配屬 司機 | 韶山8型電力機車/Re460型電力機車 廣鐵廣段/港鐵 廣州司機（九龍（紅磡）－羅湖由香港司機帶道）/ 香港司機 | 東風11G型內燃機車 廣鐵廣段 廣州司機 |
列車編組
·廣鐵25T（九龍（紅磡）方向）
| 車廂編號 | 1 | 2—4 | 5 | 6—10 |
| 車型 | RZ25T 行李軟座合造車 | RZ25T 軟座車 | CA25T 餐車 | RZ25T 軟座車 |
·港鐵Ktt九廣通（廣州東站方向）
| 車廂編號 | 1-3 | 4-5 | 6—9 | ||
| 車型 | Re 460 牽引機車 | T2A 一等坐車 | T2A 特等座車 | T2B 一等座車 | Re 460 牽引機車 |
車次交路
·Z801-Z804/5-Z806/3-Z802（在廣州過夜）
·Z807-Z808-Z809-Z810（在廣州過夜）
·Z812-Z813-Z814-Z815-Z816-Z811（在香港過夜）-次日Z812
·Z820-Z817-Z818-Z819（在香港過夜）-次日Z820
·Z824-Z823-Z826-Z825-Z828-Z827（KTT，在香港過夜）
研究使用車型
廣鐵曾考慮將廣九直通車列入動車組計畫中，但由於線路歷史遺留問題和購買新型客車而導致計畫擱置。
·CRH1A型“和諧號”動車組隨著中國鐵路於2007年4月18日進行第六次大提速，廣州鐵路集團研究亦在廣深鐵路開行CRH1A型“和諧號”動車組，原定會於2007年年底起，在廣九直通車加入動車組車次（當時預留了D701—D730作為直通車車次，運行時間約96分鐘，較原有準高速列車縮短約20分鐘），然而由於其車身寬度3328mm沒法安全通過香港路段東鐵線所有路段（尤以大學站彎道為主要問題所在），因此列車沒有任何來港的訊息。
·CRH5A型“和諧號”動車組—CRH5A動車組車身寬度3200mm可以安全通過香港東鐵線所有路段，但由於列車早期屬北部寒冷地區使用的車型，要待南部地區的武漢鐵路局購置的10列CRH5A動車組在當地實際的運行成果後，廣州鐵路集團才會考慮引入此款動車組行走廣九直通車，但廣州鐵路集團其後改為向中國南車四方股份公司購買25T列車取代25Z列車，引入動車組的計畫也隨之擱置。有人指列車經過大學站時刮底而擱置。
列車班次
廣州東→香港九龍（紅磡）
| 車次 | 廣州東（開出） | 東莞（常平） | 紅磡 | |
| T801 | 08:19 | 09:03 | 10:17 | |
| T807 | 09:04 | 09:48 | 11:02 | |
| T813 | 09:55 | 10:39 | 11:53 | |
| T823 (廣九通KTT) | 10:37 | 11:21 | 12:33 | |
| T817 | 12:03 | -- | 13:56 | |
| T809 | 14:04 | 14:48 | 16:02 | |
| T825 (廣九通KTT) | 15:38 | 16:14 | 17:34 | |
| T815 | 16:14 | 16:58 | 18:12 | |
| T803 | 17:33 | 18:17 | 19:31 | |
| T819 | 18:20 | 19:04 | 20:18 | |
| T827 (廣九通KTT) | 20:30 | 21:14 | 22:26 | |
| T811 | 21:32 | -- | 23:25 | |
香港九龍（紅磡）→廣州東
| 車次 | 紅磡（開出） | 東莞 (常平) | 廣州東站 |
| T812 | 07:25 | 08:37 | 09:24 |
| T824 (九廣通KTT) | 08:15 | 09:25 | 10:12 |
| T820 | 09:24 | 10:36 | 11:23 |
| T804 | 10:52 | 12:04 | 12:51 |
| T808 | 11:32 | -- | 13:26 |
| T814 | 12:23 | -- | 14:17 |
| T826 (九廣通KTT) | 13:11 | 14:21 | 15:08 |
| T818 | 14:32 | 15:44 | 16:42 |
| T810 | 16:35 | 17:47 | 18:31 |
| T828 (九廣通KTT) | 18:00 | 19:10 | 19:57 |
| T816 | 18:44 | 19:56 | 20:43 |
| T802 | 20:01 | 21:13 | 22:00 |
成人票價：HKS$190, CNY152.
廣九直通車訂票常識：
* 5歲以下兒童免票，5-10歲兒童購半票，10歲以上購成人票。
* 請於開車前45分鐘到站辦理出境手續，旅客辦理出境手續後，請儘快登車，登車閘口將於開車前10分鐘關閉。
* 廣九直通車乘客可隨身攜帶免費行李：大人20公斤，兒童10公斤（包括免費兒童），每件攜帶品的長寬高相加之和不得超過160厘米，超重應辦理託運。
