惠澳铁路是在陈澳铁路的基础上延伸而建成的。成为惠州港与陆上铁路的生命线与京九铁路南部重要支线。惠澳铁路总投资为7·68亿元，全长52公里，起自京九铁路惠州站，南至大亚湾的澳头站。该铁路是京九铁路南端的重要支线，也是中海壳牌石化项目重要配套交通工程和惠州港的疏港铁路。

１９９２年，陈江至澳头铁路经广东省计委批准立项，接轨点定在陈江。次年２月，陈澳铁路在两处重点工程地段开工，后因故停工。

为适应中海壳牌南海石化项目落户惠州的新形势，１９９９年，陈澳铁路的建设单位、设计单位和广梅汕铁路公司反复研究，经批准后对陈澳铁路的建设方案进行了修改，将接轨点改在惠州西站。同年，国家计委将惠澳铁路列为国债重点支持项目。２０００年４月，惠澳铁路复工。

２００１年，惠州铁路公司与铁道部中铁建设开发中心合作成立了全国地方铁路第一家新体制项目法人公司——中铁（惠州）铁路有限公司，分别占８０％和２０％的股权。从２００１年３月起，惠澳铁路的项目法人和建设单位由原来的惠州铁路公司改为中铁（惠州）铁路有限公司。

２００２年１２月２６日，惠澳铁路全线铺通，今年又完成了全线各站后期配套工程。

惠澳铁路把惠州港接上了京九、广梅汕铁路网，成为惠州港与陆上铁路的生命线，对促进南海石化项目乃至华南地区港口物流业发展有至关重要的作用。