中央本線の歴史は、明治期に御茶ノ水～八王子間を建設した私鉄の甲武（こうぶ）鉄道にさかのぼりますが、八王子以西は官設鉄道により建設が行われました。中央本線のルートにも該当していた中山道幹線は東海道線経由に変更されましたが、1892（明治25）年に公布された鉄道敷設法により中部山岳地帯を縦貫する中央本線として具体化し、次々と着工されました。

まず、1906（明治39）年６月に中央東線の八王子～塩尻間が開通します。中央西線は名古屋方面から工事が進められ、1911（明治44）年５月に昌平橋（しょうへいばし）（のちに廃止）～名古屋間が全通。1919（大正８）年３月には東京～万世橋（まんせいばし）（のちに廃止）間が開業し、東京～名古屋間の中央本線が形成されました。

長野県内を含め、中央本線はひたすら山間部を走るのが特徴です（東京都内など一部区間は除く）。中央東線は山梨県内で、八ヶ岳噴火でできた溶岩台地である七里岩（しちりいわ）の上に登り詰めます。ここまでは昭和40年代までスイッチバックの連続でした。山梨と長野の県境付近は、さながら高原列車の風情で塩尻へ向かいます。信濃境（しなのさかい）～富士見間は1980（昭和55）年に新線に切り替えられましたが、廃線となった旧線には1904（明治37）年開業時に建設された旧・立場川（たつばがわ）橋梁が現存し、見どころとなっています。

旧・立場川橋梁は、アメリカンブリッジ社製のボルチモアトラス橋と呼ばれる美しい構造で、文化財クラスの貴重な鉄橋です。宮崎駿監督のアニメ映画『風立ちぬ』に描かれたことでも知られ、新線の車窓からも眺めることができます。

岡谷～辰野～塩尻の支線は、元々は本線だった区間で、その線形から「大八廻り」と呼ばれています。1983（昭和58）年に同区間を、新設のみどり湖駅経由でショートカットする、全長5994mの塩嶺（えんれい）トンネルが開通したことにより支線となりました。

塩尻からの中央西線は中山道に沿った山間部で、贄川（にえかわ）、奈良井（ならい）、薮原（やぶはら）、宮ノ越（みやのこし）、福島、上松（あげまつ）、須原（すはら）、野尻（のじり）と木曽11宿を巡るように線路が延びています。島崎藤村の小説『夜明け前』の書き出しのとおり、中央西線は「すべて山の中」の木曽路を走り、車窓には、宿場町の面影が残る古い町並みが続いています。また、奈良井～薮原間には、江戸時代から旅人が苦しんだ険しい鳥居峠（とりいとうげ）があります。中央西線も同所で最急20パーミルの勾配が連続する峠越えを強いられます。鳥居峠は日本海側、太平洋側の分水嶺でもあり、ここから木曽川に沿って列車は谷筋を南進しますが、沿線はどこまでも山深いです。

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