運行信息
停靠於北京南站普速場5站台的D321次列車為了與白天在京滬高鐵開行的，往返於北京南站與上海站/上海虹橋站之間的高速動車組列車形成互補的服務關係，為商旅人士節省出白天的寶貴工作時間，京滬既有線在夜間開行了D311/2、D313/4、D321/2等三對由臥鋪動車組擔當的旅客列車，其中D313/4、D321/2為軟臥動車組，D311/2為雙層臥鋪動車組。其中D321/2次列車在2018年7月1日調圖後改至北京站始發終到。
D321次為北京站開往上海站的動車組列車，列車於21:04從北京站開出，沿京滬鐵路下行線以160km/h目標速度運行，22:19到達天津西站普速場，停靠2分鐘，次日6:36到達南京站普速場，停靠4分鐘，8:16到達蘇州站普速場，停靠2分鐘，9:09到達終點上海站，歷時12時05分，總里程1463km。全程二等座票價429元，軟臥650元。（註：鐵路部門針對京滬動臥試行浮動票價政策，部分出行高峰日期軟臥票價會有上浮）
該次列車客運任務由北京鐵路局新/老CRH2E型軟臥動車組不定時輪流擔當，（新）CRH2E動車組的1、16車為二等座車，定員55人；2~7車、9~15車為軟臥車，定員40人；8車為餐吧車。非高峰時期D321次的後續交路為D322次（上海--北京），客運高峰時期套跑上海站與六安站之間往返的D9502/3、D9501/4次列車（臥鋪代二等座）。
車站區分提示
D311/2、D313/4等三對京滬動臥與G21/G6、G5/G12等兩對京滬高動為同起始終到站車次，但是運行路徑不同。京滬動臥沿京滬既有線運行，停靠的是京滬線的南京站、蘇州站，而G6/G12次等京滬高速動車組沿京滬高鐵運行，停的是京滬高鐵沿線的蘇州北站、南京南站，請在中間站上車的乘客一定注意區別，以免給您的旅途帶來不必要的麻煩。
D321次列車在2018年7月1日，全國鐵路將實行新運行圖，D321次列車改由北京站始發，並增加天津西站停靠，不再停靠北京南站，同時D311次列車取消天津西站停靠， 請乘坐京滬動臥列車的旅客注意區分車票上的信息，注意區分北京站與北京南站，以免因跑錯車站而漏乘。
列車時刻表
D321次列車時刻表（2018年7月1日開始實行）：
| 站次 | 站名 | 到達時間 | 開車時間 | 停靠時間 | 里程 | 軟臥 | 二等座 |
| 1 | 北京 | ------- | 21:04 | -------- | 0km | 0 | 0 |
| 2 | 天津西 | 22:19 | 22:21 | 2分鐘 | 148km | 180 | 43 |
| 3 | 南京 | 06:36 | 06:40 | 4分鐘 | 1162km | 520 | 341 |
| 4 | 蘇州 | 08:16 | 08:18 | 2分鐘 | 1379km | 610 | 404 |
| 5 | 上海 | 09:09 | ------- | -------- | 1463km | 650 | 429 |
D321次列車