二期工程合宁段（合肥至南京）全长156公里，于2005年7月21日开工建设，2008年4月18日正式通车运营 <ref>[http://www.peoplerail.com/rail/show-468-88366-1.html 宁西铁路：东西部黄金大通道]，人民铁道网 ，2011-01-24</ref> 。此区间也是[[沪汉蓉客运专线]]的一部分。

西合段增建第二线工程于2012年12月正式开工建设。陕西段2015年12月11日开通，[[湖北]]段2015年12月15日开通，河南段以及安徽段2015年12月21日开通 <ref>[http://hn.cnr.cn/jdt/20151222/t20151222_520879752.shtml 宁西铁路二线河南段全线开通]，央广网 ，2015-12-22</ref> 。

从2014年开始，新一批“四电”建设再次展开；本次工程涵盖了叶集站-合肥东站135.5公里的区间，由中铁武汉电气化局负责。工程共铺设[[接触网]]282.205公里。2015年12月8日10时，宁西铁路安徽段顺利完成热滑 <ref>[https://www.sohu.com/a/49702291_119731 中铁电气化局宁西铁路接触网工程一次送电成功并开始热滑试验] ，搜狐， 2015-12-21 </ref> 。