京九铁路北起北京,经河北省的霸州、任丘,在衡水与石德线相交。经临西跨卫运河进入山东省,过聊城、阳谷,在河南台前孙口跨黄河,再次进入山东,经梁山、郓城,跨新兖线至菏泽,再经定陶至河南商丘与陇海铁路交叉,随后经安徽亳州至阜阳,折向西南在河南淮滨跨淮河,经潢川、新县,湖北麻城、靳春、黄梅,在九江跨长江与南浔、合(肥)九、武(昌)九铁路相接。
过南昌至向塘与浙赣线交会,然后傍赣江而南,穿行于赣江支流云亭河与平江分水岭地带,经吉安、赣州、定南,穿粤赣边境的九连山,进入广东东北部,向西经惠州与广九铁路布吉站接轨,再向南延伸至九龙。