京广高铁全线贯通后，根据旅客出行规律，铁路部门编制了日常、周末和高峰期等运行图，以适应不同时期旅客乘车需求。日常为周一至周四，周末为周五至周日，高峰期为春暑运、黄金周、小长假期间。目前京广高铁安排开行动车组列车155对，其中本线列车97对、跨线列车58对。铁路部门同步调整了石太、郑西高铁运行图，石太高铁动车组列车由11对调整为18对，郑西高铁动车组列车由18对调整为28对。北京铁路局安排开行动车组列车69对，其中本线列车41对、跨线列车28对。
京广高铁全线贯通后，铁路部门将统筹安排京广高铁和既有京广铁路的运输能力，既有京广铁路将保留客车183对，旅客会有更多的选择余地。初步测算，京广高铁开通后，既有京广铁路丰台西至武汉北间每年可增加货运能力2000万吨左右。
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初期开通运营时速300公里
据铁路部门介绍，京广高铁设计标准高，沿线地质条件复杂，工程难度巨大，为了解决建设和运营面临的各项技术难题，铁道部专题安排了43项科研课题，系统开展了技术创新工作。
在工程技术方面，为了满足工程建设的需要，研究解决了软土、松软土、膨胀土等不良地质条件下路基设计施工技术难题。研究解决了跨越长江、黄河等大江大河桥梁技术难题，主跨504米的武汉天兴洲长江大桥，在同类型桥梁中具有“跨度、速度、荷载、宽度”四个世界第一;研究解决了大断面隧道设计施工技术难题，全长4.98公里的石家庄地下六线隧道，是我国目前隧道断面最大、结构断面形式最多的铁路隧道。
在运营技术方面，为了满足京广高铁设计时速350公里，初期开通运营时速300公里的要求，全线研究采用了无砟轨道结构，采用了时速300至350公里高速动车组技术、接触网大张力悬挂技术和中国高速铁路列车运行控制系统(CTCS-3)。
不惧风、雨、雪和异物侵限
京广高铁上将使用高速综合检测列车，可以300至350公里时速对固定设备进行综合动态检测;构建了轨道结构、路基沉降、复杂桥梁、特长隧道、接触网、列控系统等关键设备的监测系统，实现了对高速铁路基础设施的多方位、全覆盖的实时检测监测。及时掌握轨道线路、通信信号、牵引供电设备变化规律，加强高铁固定设备机械化、专业化、精细化养护维修。
京广高铁上构建了动车组运用维护管理体系，通过列车网络控制、监视与诊断系统，实现动车组关键信息实时监控，故障信息及时报警。同时，对列车的各种运行状态信息按不同级别和重要性分别传输到动车维修基地、动车制造工厂和运用管理部门，指导动车组的保养、维护、检修，确保动车组运营安全。
除了常规问题检查外，京广高铁还研究采用了安全防灾监测系统，实现了对风、雨、雪、异物侵限等自然灾害和突发灾害的监测预警。建立了应急救援体系，制定各类应急预案，提高应急处置能力和水平。
京广沿线乘车时间大幅缩短
京广高铁全线贯通后，北京至广州间最快高铁列车运行时间可在8小时以内，较目前既有京广铁路最快普速客车压缩12小时30分左右;北京至长沙最快5小时40分，较目前最快普速客车压缩7小时20分左右;北京至武汉最快4小时29分，较目前最快普速客车压缩5小时10分左右;北京至郑州最快2小时30分，较目前最快普速客车压缩3小时左右;北京至石家庄最快1小时07分，较目前最快普速客车压缩1小时左右。
购票、服务延续京沪高铁模式
和其他高铁线路一样，目前，旅客如果乘坐京广高铁，购票可通过互联网、电话、代售点、自动售票机、车站窗口等多种途径实现，进站乘车可通过自助取票后进站，或刷二代身份证直接进站乘车。对需要帮助的重点旅客，铁路部门均建立了重点旅客服务流程，从检票、进站、候车、乘车、出站等环节可提供重点服务。
京广高铁各车站和各次动车组列车全部实现残疾人无障碍服务，高铁车站设置无障碍售票窗口、轮椅坡道、无障碍电梯等设施，有的设置了轮椅升降平台;动车组列车均设有无障碍厕所、轮椅存放处等无障碍服务设施。
