In de jaren ’80 ontstaan de eerste plannen om de bestaande spoorlijn tussen Dordrecht, Geldermalsen en Elst om te bouwen tot deel van een hoogwaardige goederenlijn tussen de Rotterdamse haven en het Duitse achterland. Om woonkernen te ontzien, onder andere met het oog op veiligheid en geluidshinder en het voorkomen van conflicten met reizigerstreinen is in 1993 besloten een geheel nieuwe spoorlijn aan te leggen. Vijf jaar later begint uiteindelijk de aanleg van de nieuwe Betuwelijn. In 2007 is de Betuweroute, zoals de lijn inmiddels heet, in gebruik genomen.
Om het goederenvervoer per spoor tussen de Rotterdamse haven en het Duitse achterland te verbeteren, neemt NS in het plan Rail ’21 uit 1988 op dat de Betuwelijn wordt omgebouwd tot hoogwaardige goederenlijn. De bestaande routes via Arnhem en Venlo worden met de plannen ontlast en de onrendabele spoorlijn tussen Dordrecht, Geldermalsen, Tiel en Elst krijgt een belangrijke impuls. Het plan omvat onder andere het geheel dubbelsporig maken en elektrificeren van de bestaande Betuwelijn en nieuwe verbindingen tussen de Kijfhoek en Sliedrecht en tussen Elst en Zevenaar. Grote plaatsen als Dordrecht, Leerdam en Tiel worden omzeild met geheel nieuwe spoorlijnen. Volgens de eerste plannen kunnen goederentreinen vanaf 1998 met een maximale snelheid van 160 km/h ongestoord tussen Rotterdam en Duitsland rijden. Uiteindelijk is in 1993 besloten een geheel nieuwe spoorlijn aan te leggen.
De plannen uit 1988 zijn niet de eerste plannen voor een doorgaande route voor het omvangrijke goederenvervoer tussen Rotterdam en Duitsland door de Betuwe. Ruim honderd jaar eerder hebben de Staatsspoorwegen en de GOLS vergevorderde samenwerkingsplannen. Omdat de SS zelf geen spoorlijnen mag aanleggen, wil de GOLS in 1883 in aansluiting op de Betuwelijn een dubbelsporige hoofdlijn tussen Elst en Zevenaar aanleggen. Met de nieuwe spoorlijn krijgen de Staatsspoorwegen een directe verbinding tussen de Rotterdamse haven en het kolen- en industriegebied in Westfalen. Omdat de SS volgens de regering al voldoende grensovergangen exploiteert, krijgt de spoorwegmaatschappij geen toestemming om samen te werken met de GOLS zodra de verbinding tussen Elst en Zevenaar wordt aangelegd. De Staatsspoorwegen zien vervolgens af van de samenwerking en de GOLS legt de spoorlijn niet aan.
De Betuweroute start officieel bij het rangeerterrein Kijfhoek. De spoorlijn ligt voor een groot deel parallel aan de A15. De waterwegen de Noord, de Giessen en het Pannerdensch Kanaal worden via spoortunnels gepasseerd. Ook door Zevenaar loopt een spoortunnel van anderhalve kilometer. Bij de aanleg van deze tunnel is tevens ruimte vrijgelaten voor de eventuele aanleg van de HSL-Oost. Naast de aansluitingen op de Kijfhoek en op de Rhijnspoorweg bij Zevenaar heeft de Betuweroute ook verschillende aansluitingen op de spoorlijnen Utrecht – ‘s-Hertogenbosch en Arnhem – Nijmegen. De aansluiting vanaf de Betuweroute richting Elst is na een korte proefperiode in december 2014 sinds de zomer van 2015 definitief in gebruik. De aansluiting vanuit de richting ‘s-Hertogenbosch richting Duitsland en vice versa komt pas in oktober 2016 in dienst. De aansluiting vanaf de goederenspoorlijn richting Nijmegen blijft vooralsnog buiten dienst.
Bij de opening van de Betuweroute is ook de Rotterdamse Havenspoorlijn onderdeel van de verbinding geworden. De veertig kilometer lange spoorlijn loopt van Kijfhoek via de Waalhaven, Pernis, Botlek en de Europoort naar de Maasvlakte. De verbinding is tussen 1878 en 1977 synchroon aan de uitbreiding van de Rotterdamse haven aangelegd. Voor de aansluiting op de Betuweroute zijn enkele delen van het traject tussen 2004 en 2006 verlegd en aangepast. De Havenspoorlijn is sinds 2006 geheel dubbelsporig en elektrisch berijdbaar.
In april 2015 start de aanleg van een derde spoor tussen de aansluiting bij Zevenaar, Emmerich en Oberhausen.
De aansluiting van de verschillende verbindingsbogen maakt de Betuweroute als alternatieve route voor de daarvoor geschikte reizigerstreinen tussen Utrecht en Arnhem mogelijk. Na een uitgebreid testprogramma worden november 2017 voor het eerst ICE-treinen via de Betuweroute omgeleid. Later rijdt ook regelmatig een door Vectrons gereden NightJet via de verbinding.
Op de foto boven dit artikel rijdt SBB Cargo-Vectron 193 527 op 18 september 2020 met een containertrein over de Betuweroute bij Angeren.