Львівська залізнична магістраль — найстаріша в Україні. Перший поїзд прибув до Львова 4 листопада1861 року з Відня. У 1866 році було прокладено гілку до Чернівців, у 1869 році — до Бродів, а у 1870 року — до Тернополя. Перший пасажирський поїзд з чотирьох вагонів під назвою «Ярослав» прибув з Перемишля до Львова 4 листопада1861 року. На всіх станціях його курсування — у Медиці, Мостиськах, Судовій Вишні, навіть у Мшаній поїзд вітали сотні селян, прибуттям поїзда захоплювались і місцеві музиканти. З цієї дати почався літопис Львівської залізниці. З цього часу вона продовжувала розвиватись і не лише на західних, але й на східних, північних теренах. Коли звучали фанфари з приводу народження залізничного первістка у Східній Галичині, англійські інженери представили на затвердження технічний план будівництва магістралі, що з'єднала б Львів з Чернівцями. Проєкт було затверджено і за два роки уклали залізничне полотно завдовжки 267 км. 1 вересня1866 року від Львівського вокзалу вирушив перший поїзд, який через дев'ять годин вже зустрічали у Чернівцях. На початку XX століття назріла необхідність будівництва нового вокзалу у Львові. Нову споруду було введено в експлуатацію 26 березня1904 року. Вокзал вважався одним із найкращих у Європі, як з архітектурної, так і з технічної точок зору.
Перед Першою світовою війною у Східній Галичині було прокладено 2676 км залізничних колій. 1 вересня1939 року на залізницю Львова впали нацистські бомби. Було зруйновано вокзал, товарну станцію, станції Клепарів і Підзамче. Після зайняття міста радянськими військами почалося відновлення Львівської залізниці. Наприкінці 1939 року європейську колію переобладнали на колію 1520 мм. Тоді ж перші пасажирські поїзди сполучили Львів з Києвом та Москвою. У 1940 році уряд Радянського Союзу виділив на реконструкцію Львівської залізниці 50 млн рублів.
22 червня1941 року німецькі окупанти завдали бомбові удари на Львівський двірець. Бомбили і обстрілювали станції Красне, Самбір, Стрий, а вже з липня всю Західну Україну окупували німецькі війська. Лінії між станціями Ковель — Здолбунів та Ковель — Сарни стали стратегічними між Рейхом та Східним фронтом.
У 1953 році Міністерство шляхів сполучення провело укрупнення залізниць. Ковельська залізниця, що складалася з Ковельського, Сарненського і Здолбунівського відділень, увійшла до складу Львівської залізниці[2].
1973 року Львівську залізницю нагороджено орденом Трудового Червоного Прапора. У 1978 році відкрився обчислювальний центр залізниці. У 1981 році розроблено комплексну систему ефективного використання вагонів (КСЕВВ), а також базові стандарти підприємств і станцій.
У березні1981 року на перегоні між станціями Скнилів та Львів-Головний сталося зіткнення збірного електропоїзда ЕР2-3014/3017, який рухався зі Стрию до Львова із вантажним поїздом[3]. В результаті аварії, за даними дослідника історії Львівської залізниці А. Г. Гороховського, загинуло понад 10 пасажирів електропоїзда — це найбільша залізнична катастрофа радянської доби на Львівській залізниці[4]. У липні 1981 року головний вагон електропоїзду ЕР2-301401 був списаний.
Після набуття Незалежності між Білоруссю й Україною були змінені межі залізниці: від Білоруської залізниці перейшла ділянка українсько-білоруський кордон — Заболоття — Вербка, від Львівської передана ділянка Лунинець — Горинь — українсько-білоруський кордон.
На станції Мостиська II Львівської залізниці на початку XXI століття встановлено пристрій переведення колій, який забезпечує прийом залізничних вагонів з автоматичним колесорозсувним пристроєм типу SUW2000 з колії 1520 мм на колію 1435 мм і у зворотному напрямку. Це дає можливість істотно зменшити час подорожі, збільшити кількість пасажирських рейсів прямого сполучення між Україною, країнами СНД та державами Європи. Нині час переходу поїздів із широкої колії (СНД) на європейську скорочено з 4-х годин до 30 хвилин.
З 9 грудня 2018 року змінено маршрут через Житомир і подовжено до станції Бахмут, з березня 2022 року маршрут поїзда скорочувався до станцій Лозова / Харків-Пасажирський, згодом взагалі скасований
↑Архівована копія. Архів оригіналу за 14 червня 2014. Процитовано 12 червня 2014.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
Львівська залізниця. Історія і сучасність: 1861—1996 / Гранкін П. Е., Лазечко П. В., Сьомочкін І. В., Шрамко Г. І.; Кірпа Г. М. (авт. передмови). — Львів : Центр Європи, 1996. — 175 с.