12306網站於2010年1月30日（2010年春運首日）開通並進行了試執行。使用者在該網站可查詢列車時刻、票價、餘票、代售點、正晚點等資訊。售票系統在臺北時間每天23:00至次日7:00進入維護，期間不提供服務。
2011年1月19日（2011年春運首日），中華人民共和國18個鐵路局（公司）所在地也分別成立了鐵路客戶服務中心，並公佈了服務熱線。
2013年11月20日，12306新增支付寶支付通道。
2013年12月6日，改版後的12306網站上線。新版網站增加了自動查詢、自動提交訂單、有票提醒等功能，但是並未增加之前流傳的自主選座等功能。
2013年12月8日，12306手機客戶端正式開放下載。
2014年7月10日，昆明鐵路局試行網購車票快遞服務。旅客使用二代居民身份證在網站購票且不晚於列車開車前36小時的，可自願選擇辦理車票快遞服務。 服務區域內暫定每件收費17元，在網購車票時與票款一併支付，每件不超過5張車票，且限一個地址。車票送達時，收件人憑乘車人的二代居民身份證原件（可自動識讀）接收車票。
2014年12月1日起，鐵路網際網路售票、電話訂票的預售期由20天延長至60天。
2015年1月16日，阿里雲方面證實，12306網站75%的餘票查詢系統已經遷移至阿里雲計算平臺上。12306網站是鐵路總公司火車票網上訂票唯一官網，可以提供購票、退票、餘票查詢、列車時刻表查詢等。
2015年3月16日，12306在登入介面推出了選取圖片驗證碼全新的驗證方式。
2015年5月6日起，12306網站及“鐵路12306”手機購票客戶端的購票、退票和改簽時間由不晚於列車開車前2小時調整為30分鐘（即只要不晚於所需乘坐列車開車前30分鐘，旅客均可透過12306網站和手機客戶端辦理購票、退票和改簽業務）。同時，為了不影響其他旅客購票，列車開車前2小時內所購車票請於10分鐘內完成支付。
從2015年5月12日起，乘客透過12306網站和手機客戶端購票，需在席位鎖定後30分鐘內支付票款。而在之前這一時間期限為45分鐘。
為維護公平的購票秩序，最大限度用好寶貴的鐵路客票資源，自2015年6月10日起，鐵路部門將對車票改簽措施作出進一步的調整完善，對開車前48小時～15天內，改簽或變更到站至距開車15天以上其他列車車票，又在距開車15天前退票的，核收5%退票費。
為滿足旅客變更行程的需求，自2015年6月10日起，鐵路部門將推出“變更到站”服務措施：旅客購票後，如需調整行程，變更新的目的地，在車票預售期內、開車前48小時以上，到車站售票視窗或12306網站變更新的到站即可，無需將原車票退票後再另購新車票。
按照原鐵路車票改簽規定，旅客購票後只能變更乘車日期、車次、席位，不能變更到站；如需變更到站，須先退舊票，再買新票。
變更到站的服務將不收取任何手續費。旅客需在原車票開車前48小時以上，任意選擇有餘票的列車。已取得紙質車票的，可以在車站指定售票視窗辦理；未換取紙質車票的，可以在12306網站辦理。“變更到站”只可辦理一次。對已經改簽車票、團體票及通票暫不提供此項服務。如果新車票票價高於原車票，只需補足車票差價，不需要支付原車票退票費。如果新車票票價低於原車票，只需支付差額部分的退票費。
新版火車票從2015年6月月20日起已經在國內部分城市試發售,而從8月1日開始,將在全國範圍內全面替代舊版車票。
主要是增加了一些服務資訊,售票車站和檢票口資訊也發生了變化。新版火車票上,原來位於票面右上角的售票車站資訊被調整至車票最下方21位售票碼右邊,原來位於票面二維碼左邊的候車檢票位置資訊則調整到了票面右上角。
新版的火車票上,首行依舊為始發站、到達站和車次,站名後分別增加“站”字;第二行為發車日期、時間和車廂座位號;第三行、第四行是票價及座位類別、“限乘當日當次車”等提醒;第五行原本是乘車人姓名,現改為乘車人身份證號和姓名並排標註;票面右下角依然保留一枚二維碼。
對於4月10日開始上線的中國鐵路95306貨運服務網站,新版火車票上也特意為其“打廣告”,標註“買票請到12306,發貨請到95306”。
2015年6月20日到7月31日是新舊火車票過渡使用時期,這一時期兩種版本的火車票均會出現;而從2015年8月1日開始,各個售票點出售的火車票將全部調整為新版本。
2015年12月，鐵路部門介紹，並沒有設定12月2日或3日的一個時間節點，12306網站隨時受理旅客的手機核驗業務，透過網站與旅客手機之間互發簡訊確認可聯絡性。旅客近期在第一次網上購票時會看到提示，自第一次購票當天起3天之內，旅客可以在方便的時間隨時核驗手機，同時，在這3天中未進行核驗仍可購票。3天后購票須透過手機核驗。
自2015年11月26日鐵路春運售票工作啟動以來，截止12月15日，鐵路部門共發售火車票1.7億張，其中，透過12306網站發售車票突破1億張，已佔到售票總量60%。自2011年推出網路購票以來，12306網站累計發售火車票35億張，方便了廣大旅客出行。目前，12306網站執行平穩，售票秩序良好，旅客購票體驗不斷改善。
自2016年1月30日起，12306網站首頁增加“餘票動態資訊”欄目，滾動顯示當日起至4日內重點方向列車餘票資訊，方便旅客直接查詢，餘票資料每半小時更新一次。旅客點選所需方向列車某天餘票數量，即可直接進入“車票預訂”頁面，查詢該方向和日期的各次列車餘票詳情，也可查詢預售期內其他時段的餘票資訊併購票。
12306網站於2010年1月30日（2010年春運首日）開通並進行了試執行。使用者在該網站可查詢列車時刻、票價、餘票、代售點、正晚點等資訊。售票系統在臺北時間每天23:00至次日7:00進入維護，期間不提供服務。
2011年1月19日（2011年春運首日），中華人民共和國18個鐵路局（公司）所在地也分別成立了鐵路客戶服務中心，並公佈了服務熱線。
2013年11月20日，12306新增支付寶支付通道。
2013年12月6日，改版後的12306網站上線。新版網站增加了自動查詢、自動提交訂單、有票提醒等功能，但是並未增加之前流傳的自主選座等功能。
2013年12月8日，12306手機客戶端正式開放下載。
2014年7月10日，昆明鐵路局試行網購車票快遞服務。旅客使用二代居民身份證在網站購票且不晚於列車開車前36小時的，可自願選擇辦理車票快遞服務。 服務區域內暫定每件收費17元，在網購車票時與票款一併支付，每件不超過5張車票，且限一個地址。車票送達時，收件人憑乘車人的二代居民身份證原件（可自動識讀）接收車票。
2014年12月1日起，鐵路網際網路售票、電話訂票的預售期由20天延長至60天。
2015年1月16日，阿里雲方面證實，12306網站75%的餘票查詢系統已經遷移至阿里雲計算平臺上。12306網站是鐵路總公司火車票網上訂票唯一官網，可以提供購票、退票、餘票查詢、列車時刻表查詢等。
2015年3月16日，12306在登入介面推出了選取圖片驗證碼全新的驗證方式。
2015年5月6日起，12306網站及“鐵路12306”手機購票客戶端的購票、退票和改簽時間由不晚於列車開車前2小時調整為30分鐘（即只要不晚於所需乘坐列車開車前30分鐘，旅客均可透過12306網站和手機客戶端辦理購票、退票和改簽業務）。同時，為了不影響其他旅客購票，列車開車前2小時內所購車票請於10分鐘內完成支付。
從2015年5月12日起，乘客透過12306網站和手機客戶端購票，需在席位鎖定後30分鐘內支付票款。而在之前這一時間期限為45分鐘。
為維護公平的購票秩序，最大限度用好寶貴的鐵路客票資源，自2015年6月10日起，鐵路部門將對車票改簽措施作出進一步的調整完善，對開車前48小時～15天內，改簽或變更到站至距開車15天以上其他列車車票，又在距開車15天前退票的，核收5%退票費。
為滿足旅客變更行程的需求，自2015年6月10日起，鐵路部門將推出“變更到站”服務措施：旅客購票後，如需調整行程，變更新的目的地，在車票預售期內、開車前48小時以上，到車站售票視窗或12306網站變更新的到站即可，無需將原車票退票後再另購新車票。
按照原鐵路車票改簽規定，旅客購票後只能變更乘車日期、車次、席位，不能變更到站；如需變更到站，須先退舊票，再買新票。
變更到站的服務將不收取任何手續費。旅客需在原車票開車前48小時以上，任意選擇有餘票的列車。已取得紙質車票的，可以在車站指定售票視窗辦理；未換取紙質車票的，可以在12306網站辦理。“變更到站”只可辦理一次。對已經改簽車票、團體票及通票暫不提供此項服務。如果新車票票價高於原車票，只需補足車票差價，不需要支付原車票退票費。如果新車票票價低於原車票，只需支付差額部分的退票費。
新版火車票從2015年6月月20日起已經在國內部分城市試發售,而從8月1日開始,將在全國範圍內全面替代舊版車票。
主要是增加了一些服務資訊,售票車站和檢票口資訊也發生了變化。新版火車票上,原來位於票面右上角的售票車站資訊被調整至車票最下方21位售票碼右邊,原來位於票面二維碼左邊的候車檢票位置資訊則調整到了票面右上角。
新版的火車票上,首行依舊為始發站、到達站和車次,站名後分別增加“站”字;第二行為發車日期、時間和車廂座位號;第三行、第四行是票價及座位類別、“限乘當日當次車”等提醒;第五行原本是乘車人姓名,現改為乘車人身份證號和姓名並排標註;票面右下角依然保留一枚二維碼。
對於4月10日開始上線的中國鐵路95306貨運服務網站,新版火車票上也特意為其“打廣告”,標註“買票請到12306,發貨請到95306”。
2015年6月20日到7月31日是新舊火車票過渡使用時期,這一時期兩種版本的火車票均會出現;而從2015年8月1日開始,各個售票點出售的火車票將全部調整為新版本。
2015年12月，鐵路部門介紹，並沒有設定12月2日或3日的一個時間節點，12306網站隨時受理旅客的手機核驗業務，透過網站與旅客手機之間互發簡訊確認可聯絡性。旅客近期在第一次網上購票時會看到提示，自第一次購票當天起3天之內，旅客可以在方便的時間隨時核驗手機，同時，在這3天中未進行核驗仍可購票。3天后購票須透過手機核驗。
自2015年11月26日鐵路春運售票工作啟動以來，截止12月15日，鐵路部門共發售火車票1.7億張，其中，透過12306網站發售車票突破1億張，已佔到售票總量60%。自2011年推出網路購票以來，12306網站累計發售火車票35億張，方便了廣大旅客出行。目前，12306網站執行平穩，售票秩序良好，旅客購票體驗不斷改善。
自2016年1月30日起，12306網站首頁增加“餘票動態資訊”欄目，滾動顯示當日起至4日內重點方向列車餘票資訊，方便旅客直接查詢，餘票資料每半小時更新一次。旅客點選所需方向列車某天餘票數量，即可直接進入“車票預訂”頁面，查詢該方向和日期的各次列車餘票詳情，也可查詢預售期內其他時段的餘票資訊併購票。