高速铁路的速度下限是200km/h，既有线改造能够达到这一速度标准的并不多，即使在第六次大提速之后的巅峰时期也只有3000多公里的既有线达到最高时速200~250公里，而且在2011年后还被降速到了160km/h，因此国内现行标准将提速改造既有线剔除出了高速铁路里程（的确已无法满足速度要求）。不过，为了便于引入铁路枢纽以及不同高速铁路之间的连接，有时候也会对既有线进行改造以供高速列车走行，但通常速度不高。
改造部分既有线为正线：
胶济客运专线：胶济客专某种程度上是迎接2008年北京奥运会的“急就章”项目，一部增建新线、一部利用胶济线电气化工程，还有少量改造既有胶济铁路，因此速度标准不一致，多在200~250km/h左右。此外，青荣城际铁路引入青岛站工程也少量改造利用了既有胶济线。
杭甬高铁：杭甬高铁宁波枢纽内庄桥站至宁波站利用既有萧甬线，普速线、高速线并行。此段存在限速（好在里程很短、且进出站地段本来速度就高不起来）以及通过能力紧张问题，未来计划增建三、四线实现普速、高速分离。
利用既有线为联络线：
沪杭高铁：少量安排在上海站和杭州站的车次需经既有线运行。上海站经沪昆线-虹封线至沪杭高铁上海虹桥站，杭州站经笕杭线-笕桥线至沪杭高铁余杭站（实际接入点似为笕桥线路所）。
合宁线：南京南站、合肥南环线开通之前，合宁线经肥东至三十里铺联络线接入既有线（线路名称似为“合肥新客线”，属淮南线分支）进合肥站，经永亭线接入京沪线永宁镇站引入南京站。前者现在仅供停靠合肥站的动车运行，后者沪汉蓉动车现已不用。宁启铁路复线开通动车组后，经林场站接入京沪线至南京站、或经林场-高里-永宁镇（属于京沪线）接入合宁线去武汉方向。
昌九城际、昌福线：部分南昌站始发终到动车组需经京九线运行，分别在乐化站&向塘西站通过联络线接入昌九城际与昌福线。此外沪昆高铁与京九线设有横岗联络线可进入南昌站，不过目前暂未启用。
成渝高铁：由于重庆方向原定的终点沙坪坝站、重庆站尚未建成，目前只能经联络线引入重庆西环线-渝怀线进重庆北站。兰渝铁路重庆北至渭沱段通车前，渝利铁路也需经胡豆堡-唐家沱联络线接入渝怀线进重庆北站，现在改为在重庆北站与兰渝铁路直通。
贵广、南广高铁：贵龙客专建成前贵广动车需由贵阳站经黔桂线行至老罗堡线路所，经龙老线接入贵广高铁龙里北站，但贵阳北-龙里北客专正线贯通后已不用。贵广、南广铁路进广州站的动车组由三眼桥站附近出高速线，经广茂线进入广州站。
其他还有不少例子，这里不赘述。
除去改造既有线为联络线的例子，完完整整地把一条既有线改造为高速铁路（按最低标准时速200公里）的情况几乎没有（当初第六次大提速的成果已经自行放弃了）。宁启复线电气化看似改造既有线，实际上和新建高标准新线也相差无几；金温铁路扩能改造工程实际上是完全新建了一条高速线；秦沈客专在里程上被计入京哈线，实际上也是完全新建的一条高标准新线。即便是当年的提速改造既有线，诸如沪昆线、京广线等在改造时也废弃了大量标准低的老线，某种程度上也已接近新建。
既有线改造为高速线受到客观条件限制。这方面相对于国外而言国内已属情况较好的一类，因为中国铁路（除接近停运的昆河线、少数地方铁路及企业专用线外）几乎全部为1435mm准轨，不存在最棘手的轨距不统一问题；电气化铁路供电制式也均采用25kV&50Hz交流电，不需要另外考虑兼容不同电压、不同频率。但是，既有线由于建成时间较早，受限于当时的财力、技术水平，设计标准往往不高，线路基础条件差、小曲线过多等问题会严重影响列车运行速度提高。既有线提速改造的工程量并不比新建高速线小很多：老旧桥梁隧道的加固乃至废弃重建，病害路段的整治，轨道电路、信号联锁的升级，更换钢轨、道砟、水泥轨枕和提速道岔，曲线段重设超高和缓和曲线，部分路段的裁弯取直以及相应的桥梁隧道工程，单线铁路的复线化，内燃线路的电气化改造，平交道口立交化与线路全封闭化，既有线车站的改造，等等（这是提速时代需要做的工作，对现在的既有线而言不少已经完成了）。
然而，有些问题是很难解决的。首先是曲线半径过小的问题，小曲线的存在必然会影响列车提速（国内没有采用摆式列车技术，这一点很难克服），如果大量进行裁弯取直，结果是所谓“改造”其实与增建一条新线没什么差别，似乎还不如另起炉灶建设高标准新线来彻底解决这一问题。此外由于城市化发展，很多既有线现在已被包围在城市中心区，拆迁用地问题导致改扩建基本不可能，市内铁路由于曲线半径受限制以及噪音问题往往限速较低，引入那些同样不易大规模扩建的城内老站也会使原本就拥挤的铁路枢纽更加不堪重负。最后，国内铁路发展长期滞后，一直处于供不应求状态，既有线在提速时代就已是满负荷甚至超负荷运行，比如京广线在巅峰时期每日客运列车达到155对，以至于货车几乎完全挤不进去，如果靠改造既有线来运行高速列车，由于不同列车速度差异较大只会使通过能力紧张的问题更加严重、更加干扰普速列车和货车运行。对于一些运输压力较小的欧洲国家而言，通过既有线的提速改造实现低成本的铁路高速化是可行的（比如英国、瑞典），但对铁路网长期不发达、运输压力极大的中国而言，只有增建新线实现普速与高速、客运与货运分流才是根本的出路。
但这并不说明改造既有线供高速列车运行就是不可取的。如果既有线能力富余（考虑到近年来普速列车需求减少和货运下滑，这种可能是有的），改造既有线供动车组列车运行、哪怕速度无法满足“高速”，至少也能起到促进沿线地区对接全国高铁网的作用，毕竟有时增建新线会面临很多困难而且需要较长时间。利用既有线将一部分高速列车引入交通更便利的市内车站，也可方便旅客换乘。