新幹線
日本国有鉄道（国鉄）時代の1964年（昭和39年）10月1日に開業した東海道新幹線が初の路線である。東海道新幹線のほか山陽新幹線と東北新幹線は国鉄が建設主体であったが、上越新幹線は日本鉄道建設公団が建設を担当した。国鉄分割民営化後の東北・上越新幹線東京延伸の際は、当時新幹線の地上設備を一括して所有していた新幹線鉄道保有機構が、その建設主体であった。さらにその後に建設された北陸新幹線や九州新幹線などのいわゆる整備新幹線については、日本鉄道建設公団および新幹線鉄道保有機構の権利を継承した鉄道建設・運輸施設整備支援機構が建設主体となっている。一方で、整備新幹線には該当しない中央新幹線については東海旅客鉄道（JR東海）が建設主体に指名された。
東北新幹線
1971年（昭和46年）10月12日に東京 - 盛岡間の工事実施計画（その1）の認可申請が行われ、10月に認可、11月に東北新幹線の工事に着手した。開業当初は最高速度210km/h、12両編成の計画であるが、最高速度260km/h、大きな手戻りなく16両編成に対応できる建設基準であった。認可時点での完成目標は1976（昭和51）年度であったが、オイルショック後の経済悪化や国鉄の経営悪化などにより、1977年（昭和52年）には完成目標が1980（昭和55）年度に、1981年（昭和56年）には完成目標が1986（昭和61）年度に繰り下げられた。1978年（昭和53年）6月からは小山 - 宇都宮間の完成した新幹線線路約43kmを使用した試験走行が開始された。大宮以北の工事は順調に進められたが、大宮以南では地下ルートが技術的検討により高架ルートに変更され、同時に通勤新線（現在の埼京線）を併設するなど計画の変更がなされたことなどにより、工事が遅れていた。1980年（昭和55年）12月には東北・上越両新幹線の開業を1982年（昭和57年）春とし、仮の始終着駅を大宮駅とすること。大宮 - 上野間の開業を1984（昭和59）年度とし、東京 - 上野間についても引き続いて完成に努力することが発表された。
1982年（昭和57年）6月22日に大宮駅 - 盛岡駅間が暫定開業した。大宮駅 - 上野駅間には新幹線リレー号が運行された。