日本の鉄道史
1960年代に入ると、東海道本線の輸送量は限界に達した。東京駅から西に向かって毎日60本以上の優等列車が走り、そのすき間をたくさんの貨物列車とローカル列車が埋めた。この事態解決の手段として、新規に国際標準軌による別線を建設し高速電車を走らせる「新幹線」計画が策定された。この計画は1959年3月に国会で承認されたが、世界の鉄道が未経験の「時速200 kmを超える定期列車」という高い目標にもかかわらず、5年後の1964年に完成させるという短期間の計画であった。このため実際の路線の一部を前倒しで完成させ、そこで試作車両を実際に走らせて車両や施設の確認試験を実施し、その結果に基づいて本番用の車両や施設の構想を固めてゆくという方式がとられた。この試験線は神奈川県西部にモデル線として建設され、一般にも公開された。当時、時速200 kmで走る新しい鉄道に「夢の超特急」というフレーズが付されたが、十河信二総裁と島秀雄技師長の指導と国鉄職員の努力の結果、1964年（東京オリンピック開催の年）に東海道新幹線が開業した。開業当初は東京-大阪間に4時間かかったが、翌年路盤が安定するのを待って3時間10分に短縮した。新幹線の開業によって在来線（東海道本線）の昼行長距離列車の需要は無くなり、貨物列車とローカル列車が走る路線となった（十河と島は新幹線の開業前に建設費の暴騰の責任を取って辞任し、開業セレモニーには招待されなかった）。
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。