歷史
開行初期的滬九直通車1980年代至1990年代初，上海鐵路局曾先後3次向鐵道部請示，要求開行上海至香港九龍的直通旅客列車，終因當時鐵路運能緊張而被擱置。
1995年7月27日，上海鐵路局就開行滬港直通旅客列車專門向鐵道部寫了調研報告，從分析當時該局上海到廣州、南京到廣州、杭州到廣州3趟旅客列車的客流情況著手，提出儘快開行滬港直通旅客列車的必要性。數據顯示，當時由上海至香港的年客流量已達120萬人次，其中67萬人次通過航空運送，尚有53萬人次需要鐵路運送。
1996年7月，因應香港回歸中國，市場需求及內地來港人數增加，兩地交流頻繁，開行滬港直通車的計畫被上海鐵路局上報鐵道部。同月，上海市人民政府向鐵道部發出了關於請求開行上海至九龍特快旅客列車的公函 。1996年8月鐵道部專門成立了工作組，與香港九廣鐵路公司多次商談 。同年12月，時任香港九廣鐵路公司主席楊啟彥和上海鐵路局局長鄧金華在上海簽署了《上海—九龍直通旅客列車辦法》檔案，隨後雙方又就列車編組、運行時間、行包託運和售票方法、票價等有關問題達成了一致意見。
1997年3月26日，時任鐵道部部長韓杼濱簽發了《關於開行北京、上海—九龍直通旅客列車有關問題的請示》，並正式呈報國務院。國務院迅速批准方案，並要求上海鐵路局全力以赴，確保在1997年7月1日香港回歸之前開滬港直通旅客列車。
1997年5月11日，滬九直通車的新列車在上海至九龍間進行首次全程試運行。
停靠在上海站的滬九直通車1997年5月19日，籌辦歷時一年的京九直通車及滬九直通車由1997年5月19日起投入服務。當日上午，鐵道部黨組副書記、副部長孫永福，上海市副市長夏克強和香港九廣鐵路公司代表及社會各界代表400餘人參加了在上海站舉行的開行慶典儀式。時任鐵道部副部長孫永福和上海市副市長夏克強將列車牌授給列車長，並為滬九直通車首發剪彩 。上午8時04分，首班滬九直通車由上海火車站發車。滬九直通車由上海鐵路局上海列車段（今上海客運段）擔當，車次為 99/100次，採用當時最新型的高質量25K型客車，列車編組16節（其中3節至廣州東站迴轉），載客448人。當時列車會停靠常平站約一個小時，乘客須攜帶所有行李，在該站辦理內地出入境手續。除了常平站，當時列車還停靠廣州東、廣州、韶關、郴州、衡陽、株洲、向塘、鷹潭、金華西、杭州東等12個車站。運行時間上行為28.42小時（15:00至翌日20:18），下行為29.06小時（08:04至翌日13:10）。滬九直通車目標客源是有空閒時間並有興趣沿途旅遊人士，當時全程硬臥、軟臥及高包的正價票價分別為港幣627、825及1039元，收益按比例分賬，列車只需百分之六十的上座率九廣鐵路公司就可達到收支平衡。值得一提的是，儘管京九直通車由原47/48次列車演變而來，但滬九直通車完全是當時新增的列車，與傳統意義上的滬廣特快49/50次列車（今K511/512次列車）並無關係。
上海站的1號站台使用活動柵欄將進港車廂和境內車廂隔離2001年10月21日，全國鐵路實施第四次大提速，車次更改為 K99（下行）及 K100（上行）。
2003年9月1日，根據國家質檢總局、鐵道部、公安部、海關總署四個部委決定，京九、 滬九直通列車旅客及其行李物品辦理出入境手續程式，由原來的東莞常平口岸辦理改為在列車運行在廣州東站至深圳站區間途中辦理出入境手續。廣州東站海關、天河出入境邊防檢查站以及天河出入境檢驗檢疫局等出入境查驗單位人員會在廣州東站或深圳站上車，在廣深線運行途中為旅客辦理手續。列車不停靠東莞站，進出境旅客無需下車即可辦理有關進出境手續，節約了近一個多小時的時間。
2003年10月1日，上海站出入境大堂啟用，乘客只需在始發站及終到站辦理出入境手續，於9月開始執行的過渡性方案取消。同時取消杭州東、鷹潭、衡陽、郴州、韶關的停站及客運業務 ，運行時間縮短至25小時。
韶山9型電力機車牽引T100次列車接近廣州站2004年1月某天，由韶山9型電力機車牽引的滬九直通車（K100次）運行至京廣線白石渡站附近時，機車出現故障並機破，隨後由韶關機務段由坪石站調度一台韶山6B型電力機車救援，牽引列車繼續北上，沿途停靠郴州站、衡陽站，並晚點數小時到達株洲站。
2004年11月11日起，至2006年9月期間，受浙贛線電氣化提速改造工程影響，滬港直通車全程運行時間延長了三小時。
2006年7月29日，中鐵快運股份有限公司開始與上海鐵路局、九廣鐵路公司合作，利用滬九直通車的行李車空餘運能，開辦上海至香港的包裹運輸業務，並由中鐵快運成立“K99/100次項目管理工作小組”進行管理。
2006年十月起，滬港直通車執行向個人和家庭旅客打折的票價優惠。同時購買旺季來回程車票可享九折優惠，而淡季可有八折優惠。單程票在淡季時也有九折優惠 （淡旺季的界定按港鐵和上海鐵路局公布為準）。這個優惠政策一直使用至今。
2007年4月18日︰全國鐵路第六次大提速實行。列車等級由“快速”提升為“特快”，車次更改為 T99（下行）及 T100（上行）。滬九直通車行車時間由約24小時縮短至約20小時。
停靠在紅磡站內的滬九直通車2008年1月，滬九直通車更換車體提升車廂等級，改用最高時速可達160公里的25T型客車 （南京浦鎮車輛廠2007年新造）。同時調整了機車交路，並在廣深鐵路使用韶山8型電力機車作為廣九段使用電力機車，時速140km（第3-4線）。
2008年1月31日，受中國雪災影響，一班原定於1月28日抵滬的T100次列車，晚點62個小時，於當天凌晨2時06分抵達上海站。車程用了53小時，為滬九直通車自1997年開通以來，時間最長的一次晚點。
2009年7月1日，鐵道部實行新運行圖，滬九直通車在滬昆線上按直達特快級別（最高速度160km/h）排點，滬九直通車行車時間再縮短一小時，即由原來約20小時縮短至18小時45分鐘內。
2010年5月15日，由於2010年上海世博會的舉行，隨著香港大型旅行團參觀上海世博會和內地居民港澳游雙向旅遊熱潮的掀起，滬九直通車於5月15日開始增加編組，增掛一節硬臥車廂（車廂號為“加1”，位於2號與3號車廂之間），直通車滿員載客從412人增加到了478人 ，以滿足出入境旅客的需求。
Z99滬九直通車專屬候車室2010年5月23日，受滬昆線K859次列車脫線事故影響，滬九直通車發生繼2008年雪災之後的另一次嚴重晚點，當日途徑該路段的T100次滬九直通車先停靠江西新余站，後改道經京九線、銅九線、寧銅線及宣杭線運行 ，並臨時調整了機車交路，韶山9型電力機車在南昌站摘掛，換掛南昌機務段的東風4D及東風11G型內燃機車雙機牽引。列車最終在24日凌晨1時50分抵達上海站，延誤近16小時 。而滬昆線脫軌事故亦導致23日從上海開往香港的T99次，以及24日從香港開往上海的T100次直通車延誤。其中原定於23日晚上6點24分由上海發車的T99次列車，延遲至24日早上五點發車，並於當日晚上11點35分到達紅磡站；而原定24日下午由紅磡發車的T100次，延遲至25日凌晨0點25分出發。
2011年開始，滬九直通車正式加掛2節硬臥車廂（即現在第7節車廂：硬臥車）及（即是第10節車廂：軟臥車），可以香港段載有客量478人。
2014年9月1日，上海站的滬港專用候車室（1號候車室）啟用，所有檢票、清關等程式都於該候車室內進行，取代之前設在南廣場西側門的專用進站口。
2014年10月下旬，因應12月10日全國調整新運圖，12月出發的滬九直通車車票暫停發售，並於11月上旬正式發售。
金華站改造期間，和諧1D型電力機車牽引Z100次列車通過金華站2014年12月10日起，T99/100次改為直達特快車次，車次改為 Z99/100次，並在北行/南行行車時間加了1小時，Z100次列車：10:22到達上海站，Z99次列車：18:02（上海站開車）。在此，Z100次列車約19小時22分鐘、Z99次列車約19小時16分鐘。
2016年1月28日起，持51個國家護照的旅客搭乘滬九直通車，並提供144小時內確定日期、座位前往第三國（地區）的聯程客票，且從上海鐵路口岸（上海火車站）入境或出境的，可在上海市、江蘇省、浙江省行政區域內免簽停留144小時。
2016年5月15日，全國鐵路實行新運圖，由上海站出發的Z99次改為17:45開車，到達上海站的Z100次推遲15分鐘，10:37到達（7月1日零時生效），並同時北行行車時間加了1小時，約19小時22分鐘（Z100次）、19小時09分鐘（Z99次），中途停站不變、票價不變。
2017年2月28日—2018年12月31日，因金華站普速場將進行改造工程，為保障乘降旅客安全，Z99/Z100次列車將不停靠金華站。
2019年1月5日，因應全國鐵路調整運行圖，Z99/Z100次列車恢復停靠金華站 。但Z99/100次列車總行車時間不變、票價不變。
列車設施服務
Z100次列車停靠在廣州東站6站台滬九直通車開行初期，車上條件並不算好。後來，為了給兩地旅客有著更好的體驗，滬港列車不斷升級服務體驗，目前已成為中國設施相對較好的列車之一。滬九直通車的硬臥，初期為全開放式，後改成半封閉式，同時改裝全車座位空間，從而增加殘障人士使用衛生間的便利。車廂設有兩人包間的高級軟臥，配備衛生間，還有沙發、電視等設施。此外，列車還為旅客免費提供衣架、保險箱，部分包間增設獨立衛生間。2016年起，列車加裝了WiFi接收器，實現了WiFi全覆蓋。
為了顧及滬港兩地的旅客，列車上提供的菜餚以上海本幫菜和港式菜係為主，並融合了其他地方特色風味，同時根據季節特點，推出了春夏秋冬時令菜譜。車上提供的菜餚包括水晶蝦仁、東坡肉、西湖醋魚、乾燒鱸魚等，其中水晶蝦仁的價格為58元人民幣，自開行以來價格從未變動 。而在進港班次開行期間，內地段車廂旅客的餐食亦會由乘務員推車供應。
由於列車70%以上的旅客為港澳台及海外旅客（尤為母語為粵語的旅客），因此列車剛剛開通時，就有不少乘務員參加了粵語學習班。目前車隊設立了4個包乘組，職工171名，乘務員都是經過層層培訓、考試“過篩”後選拔上崗的，平均年齡29周歲，均具備英語、粵語、國語三種語言會話能力。
列車編組
2008年1月1日起，滬九直通車開始採用25T型客車，設有高級軟臥車（高包）、軟臥車、硬臥車、硬座車，另有餐車及行李車。進入香港的Z99/100次列車共有12節車廂，包括6輛硬臥車、3輛軟臥車、1輛高包車、1輛餐車及1輛行李車。而後面的7節車廂為上海－廣州東的Z99/100次，會在廣州東站與進港的12節車廂連線（上行）或摘掛（下行）。而列車在抵達株洲站後會有一次換向。
| 車廂編號 | 1 | 2 | 3—7 | 8—10 | 11 | 12 |
| 車型 | XL25T 行李車 | YW25T 硬臥車 （一半鋪位供Z99/100次直通車列車員使用） | YW25T 硬臥車 | RW25T 軟臥車 | RW19T 高級軟臥車 （高包） | CA25T 餐車 |
| 配屬，備註 | 上局滬段（滬），1—12號車廂進入香港（Z99/100次直通車段） | |||||
| 車廂編號 | 13—15 | 16—18 | 19 | |||
| 車型 | YW25T 硬臥車 | YZ25T 硬座車 | YW25T 硬臥車 （一半鋪位供Z99/100次內地段列車員使用） | |||
| 配屬，備註 | 上局滬段（滬），13—19號車廂只到廣州東（Z99/100次內地段） | |||||
機車交路
1997年至2007年12月期間，滬九直通車使用25K型客車，由於25K型客車不兼容電力機車的DC600V供電模式，故設有空調發電車。自2008年1月1日起，列車改用25T型新型直供電車底運行，並改用韶山8型及和諧1D型電力機車牽引。
| 車站區段 | 九龍（紅磡）↔廣州東 | 廣州東↔株洲 | 株洲↔上海 |
| 本務機車 配屬 司機更替 | 韶山8型電力機車 廣鐵廣段 廣州司機 （九龍（紅磡）—羅湖由港鐵監察員帶道） | 和諧1D型電力機車 廣鐵廣段 廣州司機 | 和諧1D型電力機車 上局滬段 鷹潭/上海司機在鷹潭輪乘 |
運行模式
滬九直通車上海站入境檢查通道上海站設有邊檢及海關後，取消東莞站停站，旅客在上海站辦理出入境手續。由於在上海站辦理了出境手續，意味著車上旅客已離境，因此來往香港的車廂會採用口岸管制的方式進行封閉管理，旅客不能在中途站上下車。滬港直通車開通以來，截止2009年8月底，上海鐵路邊檢站共檢查了出入境列車2000餘車次，出入境人員57萬人次；查獲各類違法違規案件600多起，並成功破獲外國人持假證入國境案。
滬九直通車車票預售期為六十天，而高級軟臥包廂車票必須在始發站購買。
為了區別進港直通車（上海-九龍）和內地運行（上海-廣州東）的Z99次票額，在中國鐵路客票發售和預訂（TRS）系統中，為了區別Z99次列車進港/內地票額，對進港的滬九直通車車次以“P”代替“Z”，變成“P99”（P是虛擬車次，另有W、V等虛擬車次字頭）。但在實際行車中車次仍然是Z99。在售票時售票員直接輸入P99即可直接銷售滬九直通車車票。
時刻表
| Z99次 | 停靠站 | Z100次 | ||||
| 天數 | 到點 | 開點 | 到點 | 開點 | 天數 | |
| 當天 | — | 17：45 | 上海 | 10：37 | — | 第二天 |
| 20：55 | 20：59 | 金華 | 7：19 | 7：25 | ||
| 第二天 | 2：57 | 3：15 | 株洲 | 1：02 | 1：23 | |
| 10：10 | 11：04 | 廣州東 | 17：16 | 18：12 | 當天 | |
| 13：01 | — | 九龍 （紅磡） | — | 15：15 | ||
