Первый участок будущей Юго-Восточной железной дороги вступил в строй в 1866 году. Строилась дорога по инициативе земств на частный капитал. К началу XX века ее общая протяженность составляла более 3 тысяч верст. Для обслуживания подвижного состава построены были мастерские, а затем паровозные и вагонные депо. В 1893 году было создано акционерное общество Юго-Восточных железных дорог, объединивших Козлово-Воронежско-Ростовскую и Орлово-Грязи-Царицинскую дороги. В состав дороги входят линии, построенные в основном во второй половине XIX в.
    В 1865 году была утверждена концессия и создано акционерное общество Рязано-Козловской железной дороги. Магистраль строилась на деньги частного капитала по инициативе Воронежского и Тамбовского земств. Отрезок Рязань - Козлов (ныне Мичуринск) был сдан в эксплуатацию 4 сентября 1866 г. В том же году ветка было продолжена от Козлова к Воронежу. А в 1868 году первый поезд прибыл на станцию Воронеж. Вскоре возникла необходимость продлить дорогу на юг к донецким угольным месторождениям. Организацию строительных работ взяло на себя Воронежское земство. Сооружение дороги началось летом 1869 года. Однопутный участок от Раздельной (Отрожки) до Лисок, протяженностью 86 верст, был готов 27 декабря 1870 года, и с 1 января 1871 года по нему началось регулярное движение. Управление Юго-восточной дороги до 1920 г. находилось в Новочеркасске.
    Юго-восточная ж. д., имеет преимущественно транзитное значение. Две главные линии этой дороги являются звеньями магистралей Москва - Ростов (участок Пост 315 км. - Чертково) и Купянск - Пенза - Самара, соединяющей Украину с Уралом, Сибирью и Средней Азией (участок Алексеевка - Лиски - Поворино - Балашов - Ртищево). Главная линия  имеющая исключительно важное значение - Ряжск - Мичуринск - Отрожка (Воронеж) - Лиски - Чертково. По ней следуют грузопотоки угля восточной части Донбасса , нефти с Кавказа, хлеба и других грузов Дона и Кубани, идущих на север к Москве, а также леса и промышленных изделий, идущих с севера и из Москвы на юг.
    В последние годы, из-за фактической потери Харьковского хода, почти все пассажирские поезда, следующие из Москвы и Санкт-Петербурга на юг переведены на направление Ряжск - Мичуринск - Лиски - Чертково. В связи с этим важность линии еще более повысиась.
    Эта магистраль пересекается в Грязях линией Елец - Грязи - Поворино - Филоново, идущей на юго-восток - к Волгограду и Астрахани; по ней идёт грузовой поток от Волгограда на северо-запад, по преимуществу нефть, газ и хлеб. В последнее время в связи с событиями на Севеном Кавказе значение этого участка дороги также резко возросло. По линии Лиски - Ртищево следуют на Волгу (Саратов, Вольск и т. д.) и за Волгу главным образом уголь, а оттуда, на Украину преимущественно лес, скоропортящиеся грузы и др. Участок Ртищево- Кирсанов является звеном направления Саратов - Москва, участок Обловка - Ильмень - часть линии от Камышина на Тамбов. От Таловой к Калачу и Павловску идёт тупиковая линия, собирающая и вывозящая на главную линию продукцию тяготеющего к ней района.
    Основные узловые станции дороги - станции Воронежского и Мичуринского транспортных узлов, Лиски, Поворино, Ртищево.

    Карту Воронежского узла можно посмотреть здесь (размер 266 кб)

    Линии Юго-Восточной железной дороги подверглись значительному разрушению во время гражданской и Великой Отечественной войн. Значительная часть дороги была временно оккупирована немецко-фашистскими захватчиками, разрушившими промышленность района и хозяйство дороги. После восстановления были усилены и реконструированы. В первые послевоенные годы для пропуска всё возрастающего грузового потока на Украину и Донбасс линия Алексеевка - Балашов - Ртищево была усилена вторыми путями при одновременном смягчении профиля на трудных участках, иногда с перенесением трассы. В 90-е годы грузооборот на данной линии резко упал, также сократилось и пассажирское движение.
    Юго-Восточная ж. д. обслуживает Воронежскую и Белгородскую области, части Курской, Тамбовской, Пензенской, Саратовской и Волгоградской областей и, проходя по сельскохозяйственным районам с развитыми земледелием и промышленностью по обработке продуктов сельского хозяйства. В отдельных крупных центрах были построены новые и реконструированы старые заводы тяжёлой промышленности; на липецких рудах работал металлургический завод.
    После распада СССР в состав Юго-Восточной дороги была передана линия Курск-Белгород-Казачья лопань - часть Харьковского южного хода, а также примыкающие к ней участки, ранее входившие в состав Южной ж.д., управление которой находится в Харькове (Украина).
    Сегодня длина главных путей составляет 6,8 тыс. километров, из них - 52% на бетонном основании. Протяженность бесстыкового пути 3368,6 км. В перевозочном процессе используется электрическая и тепловозная тяга. Все важнейшие направления электрофицированы, в основном на переменном токе 25 кВ 50 Гц. В перспективе - электрификация участка Старый Оскол - Валуйки. Протяженность участков, оборудованных автоблокировкой составляет 3159,5 км.

    В настоящее время на большинстве участков линии Пост 315км. - Мичуринск - Лиски - Чертково, протяженностью 584 км., уложен бесстыковой путь, обеспечивающий высокую плавность хода поездов.
Вся эта линия оборудована автоблокировкой и другими современными средствами, обеспеивающими безпоасность движения поездов.
   Особое внимание, последнее время, уделяется организации скоростного движения на участке Пост 315 км.-Чертково. С завершением работ маршрутная скорость пассажирских поездов будет доведена до 73 км/час, что должно уменьшить их время следования в пути.
    Юго-Восточная дорога граничит с Московской (станции Пост 315 км., Павелец, Волово, Ефремов, Елец, Касторная, Илек,), Куйбышевской (ст. Пенза), Приволжской(ст. Ртищево, Дуплятка, Илек, Ильмень), Северо-Кавказской (ст. Чертково), Южной ж.д. Украины (станции Казачья лопань, Шебекино, Тополи,), Донецкой ж.д. Украины (о.п. Граковка) . Управление дороги находится - в Воронеже.