第一次世界大战之后，欧洲开始走向衰落，而美国和日本则迎来了发展壮大的好势头。美国摇身一变成为世界头号经济强国，世界金融中心由之前的伦敦转移到纽约；日本也由债务国变成债权国，地位大增。为了在东亚扩张势力，日本以1902年缔结的“英日同盟”为借口，在1914年对德国宣战，并迅速占领德国在中国胶州湾及山东半岛的势力范围。
随后，在20世纪30年代初，“新干线”的前身“弹丸列车”诞生，建设之初的目的是在“二战”期间进行军事运输。当时日本计划从东京到下关港修建一条国际标准轨道的客货混用的铁路干线，甚至这条线路还将通过海底隧道，登陆朝鲜半岛，然后延伸到北京，日本人征服亚洲的野心昭然若揭。不过，这条铁路计划最终随着日本在各大战场的战败，彻底泡汤。
也是在这个时候，在日本人对提高火车速度的期待下，“亚细亚号”特快列车诞生了。“亚细亚号”特快列车是日本南满洲铁道株式会社所属的著名列车，最初的设计目标就是“赶超世界水准”，并为此不惜成本。当然它也不负所望，1934-1943年，“亚细亚号”运营于中国的南满铁路长春至大连区间，其最高运行速度达130km/h，平均时速比一般列车高出一倍，达到82.5km/h，颇受乘客欢迎。1934年3月1日，“亚细亚号”首次运行，创造了以7个半小时跑完新京到大连全程701.4公里的纪录。
这一特快列车就是为了炫耀南满洲铁道株式会社的实力以及当时日本的铁道技术而设计的。它最具有标志性的PASHINA流线型机车是由川崎车辆制作所生产，外壳也曾在日本川西飞机株式会社的风洞里进行过风阻测试，机车内装有施密特式给水预热装置和自动加煤机，车身采用镁、铝合金，每节车厢还装有冷暖空调和双层玻璃。据说每节车厢的造价费用高达54万日元，非常奢华昂贵。
1935年9月，“亚细亚号”的运营区间延长至哈尔滨，全程运行时间增加至13个小时。1943年2月，以客运为主的“亚细亚号”列车终止运行，机车和车厢被改为普通列车，供货物运输。1945年，第二次世界大战结束，日本战败，“亚细亚号”的一部分客车车厢被运往苏联，残留下来的机车和客车被中国接收。后来“亚细亚号”现存的牵引机车和车厢，曾在博物馆或铁路部门展出，还有些车厢已经下落不明。
“一战”后，日本国力强盛，掌握铁路工业高级技术，在中国东北和日本之间搭建了一代名车“亚细亚号”列车。“二战”后，日本战败，退回岛国，“亚细亚号”列车也随之被毁，仅存的车厢只能作为一段历史的见证，无声地待在博物馆。十一年的时光，随着战争的开始与结束，“亚细亚号”从辉煌走向衰落，可以说是战争成就了“亚细亚号”的辉煌，战争也让“亚细亚号”就此陨落。
在修建“新干线”之前，日本火车的平均时速徘徊在40km/h左右。到了1957年，浪漫快车3000SSE突破了日本列车时速的最高纪录，达到145km/h。对于日本来说，这是一次突破自我的成就，但其实直到1962年，北海道“新干线”的神奈川县大矶一鸭宫模拟线建成后，日本铁路才突破了时速200km的关卡。
两年后，也就是在1964年，一条贯通日本全国(除四国地方）的高速铁路系统开通运行，它就是“新干线”。
“新干线”是世界上第一条客运专线高速铁路，和之后的法国TGV、德国ICE一起，并列为世界高铁三巨头。“新干线”以“子弹列车”闻名，它的前身就是20世纪30年代初的“弹丸列车”。“新干线”的稳定运行全靠日本成熟的高铁调度控制技术，列车发车间隔可以缩短至5分钟，是世界上屈指可数的几种适合大量运输的高速铁路系统之一。
提起“新干线”，不得不提两个人，他们分别是日本国家铁路新任总裁十河信二和他的得力助手总工程师岛秀雄。“二战”之后，日本处于百废待兴的状态。作为“新干线”的奠基者，十河信二和岛秀雄当时就意识到，必须用最大的力度去发展国家的重工业，才能给日本带来巨大的经济效益。两人顶着巨大的压力，对抗着日本国内的“铁路夕阳论”，大力支持修建“新干线”高速铁路。
深知列车提速带来的好处，十河信二力排众议，在担任日本国家铁路总裁之后，果断投入了全部的精力去建设“新干线”。在上报“新干线”修建的预算时，他甚至故意报低一千多亿日元，只为让政府同意批准“新干线”的修建。庆幸的是，他瞒天过海的计策成功了。总工程师岛秀雄则负责从世界银行取得8000万美元投资贷款，同时去世界各国学铁路技术，为日本引进世界各国最先进的铁路技术。在这些技术的基础上，消化整合后再创新，力求做出符合日本国情的新技术。
1964年是日本震惊世界的一年。在东京奥运会前夕，日本开通了从东京到新大阪的东海岛“新干线”。这是世界上第一条客运专线高铁，全程515公里，平均速度为210km/h，最高速度达到了270km/h。
日本开通运行的“新干线”标志着高铁时代的来临，也将日本带上了战后崛起之路。回头来看，日本正是通过向世界银行贷款修建“新干线”，集中尖端技术人才，全力提高了日本的铁路技术，彻底颠覆了传统铁路对速度的概念，为社会经济带来不可估量的利益。
同时，“新干线”的意义不仅仅局限于交通运输。第二次世界大战中日本战败，国家经济倒退，各种军用工厂只能转为民用，许多顶尖的人才都无处可去。“新干线”的出现，给这些人提供了工作岗位，带动了日本机械制造业和土木建筑等原材料业的发展，促进了地区与地区之间人才的交流，加速了信息的传递，缩小了地区之间的差异，这为日本第二经济大国的地位奠定了坚实基础。
46年前，小平在访日期间曾乘坐"光－８１号"新干线从东京前往京都，慨叹新干线的速度："就像推着我们跑一样，我们现在很需要跑。"
进入20世纪80年代以后，由于债台高筑，日本不得不极力控制对新线建设的投资。为加强铁路交通网的“活性化”，日本从1987年开始对国有铁路进行彻底改革。当年4月1日，日本将国有铁路分割成六家客运公司和一家货运公司，实行民营化管理，这些公司统称JR。此后，“新干线”被JR西日本、JR东日本和JR东海三家公司分管，从此大大提高了运作效率。
国有铁路改革对日本来说是一次极为重要的改革，经过十多年的努力，不论政府还是国民都认为这次改革是成功的。改革之前，尽管国家每年投入巨额资金补助铁路，还是会有1万多亿日元的亏损。改革之后，1998年铁路公司不仅盈利约2200亿日元，还向国家和地方政府缴纳税金约600亿日元。
与此同时，日本也在倾力开发“新干线”的动车组。
1964年在“新干线”上运行的是“新干线”“0系”，1982年“新干线”200系出世，在上越和东北“新干线”营运。由于日本铁路公司对东京以西的铁路动车编号采用奇数，对东京以东的动车组采用偶数编号的习惯，导致“新干线”200系动车组居然在100系还没问世之前，就被编为200系。
“新干线”200系电力动车组是日本国有铁道（日本国铁）设计和制造的“新干线”车辆，在国铁分割民营化后，列车由东日本旅客铁道继承并继续使用。这款车于1982年正式投人营运，最高速度达到275km/h。
由于东北“新干线”与上越“新干线”的路段气候状况较差，200系与东海道、山阳“新干线”使用的0系相比，做了很多耐寒耐雪的改进。列车的车体设计为尽量减低寒冷天气与大雪天气对列车的影响，故在裙裾部分安装大面积的除雪翼，在行驶时能把线路上的积雪快速清除。为了保护机电结构，列车的机电设备安置在车体之内，这与先前0系安置在列车底盘之下的做法不同。200系电动机的冷却风通道也改装在车体侧面，同时使用了除雪装置，避免雪花飞入。“新干线”200系在1987年后由JR东日本负责运营管理，后来于2013年正式退役。
“新干线”100系于三年之后的1985年投人服务，主要运营在东海道、山阳“新干线”，设计最高速度为275km/h，营运速度为230km/h。100系是首款拥有双层车厢的“新干线”列车，以增加载客量。
青出于蓝而胜于蓝，与老前辈“新干线”0系相比，100系动车的空气动力学性能得到改善。比起0系全部使用驱动马达的动车，100系在此基础上，利用拖车替换了一部分动车，拖车没有安装驱动马达，却增加了盘形涡流制动系统，这使动车性能更佳。“新干线”100系的材料和0系列一样，属于钢制的，但车头流线型更强。2003年，“新干线”100系全数退出东海道“新干线”的载客服务，后来行驶于山阳“新干线”上，作为回声号进行各站停车服务，于2012年正式退役。
到了20世纪90年代，日本为了提升“新干线”与航空、高速公路的竞争力，也为了挽回被法国、德国高速铁路超越的尴尬处境，经营“新干线”的铁路公司，对开发新型列车倾注了巨大热情。1993年，日本推出了全新的300系列车，并在此后几年中，陆续推出其他系列的高铁，直至1997年推出的500系列车投入运行后，才以平均时速261.8公里，打败了法、德高速列车，时隔16年后重新夺回最快旅行列车的桂冠。
“新干线”300系是东海道一山阳“新干线”上等级最高的“希望号”首次登场时所使用的车种，最初以270km/h的最高车速投入营运，而今已经退出第一线。
“新干线”400系是行驶于山形“新干线”的迷你“新干线”列车。设计时的最高速度是245km/h，其在东京至福岛“新干线”路段营运最高速度可达到240km/h，然而在福岛至新庄区间时，营运最高速度为130km/h。这是由于福岛至新庄中间的路线存在较多的平交道，以及存在与来线列车混跑的问题，故在这一区间内速度非常低。“新干线”400系最终于2010年4月18日运行完毕后，彻底退出营运服务。这是日本高铁历史上第二款退役的“新干线”列车。
“新干线”500系的最高营运速度达300km/h（山阳“新干线”路段），1997年成为世界上营运时速最快的高速铁路列车，曾在测试中达到320km/h的速度。1998年，因其优秀的性能和酷炫的外观，500系还获得“日本铁路迷俱乐部”颁发的第41届“蓝丝带奖”。
截至2023年12月，日本新干线运营里程已达2,765公里，覆盖日本全国的主要城市。其中，东海道新干线是世界上运营时间最长、里程最长的高速铁路线。目前，日本新干线列车的最高时速已达320公里。此外，日本还在积极研发时速500公里的磁悬浮列车。
日本高铁对外输出始于2003年，与韩国共同开通的京釜高速铁路。此后，日本又与其他国家和地区合作开发了多条高速铁路项目，包括：
2014年，日本与泰国签署了合同，共同开发泰国高铁项目。
2015年，日本与印度签署了合同，共同开发印度高铁项目。
2016年，日本与土耳其签署了合同，共同开发土耳其高铁项目。
2017年，日本与菲律宾签署了合同，共同开发菲律宾高铁项目。
截至2023年12月，日本已在海外承建了10条高速铁路项目，总长度约为4,000公里。其中，泰国高铁项目已于2023年12月开通运营，成为日本高铁对外输出的第一个成功案例。
