合武铁路（又称为宁蓉线合武段）是中国一条连接安徽省合肥市与湖北省武汉市的高速铁路，是沪汉蓉快速通道的组成部分。
合武铁路为沪汉蓉快速通道的一部分。东起中国安徽省合肥市，经六安市过大别山，接湖北麻城、红安、黄陂，至武汉。沿线车站包括合肥南、长安集、南分路、六安、独山镇、金寨、天堂寨、墩义堂、三河、麻城北、红安、汉口等13个。该线总长度359.361公里，合肥南至墩义堂站由上海铁路局管辖，墩义堂以西至汉口段由武汉铁路局管辖。
合武铁路总投资168亿元，于2006年开工建设，于2008年9月10日竣工，12月31日通车，先行运行货列，于2009年4月1日全国铁路运行图调整之时开行武汉至上海、南京与合肥的动车组及其他旅客列车。设计速度为每小时200公里，并预留时速250公里的条件。合武铁路的建成，使合肥至武汉的铁路运行里程由565公里缩短为359公里，运行时间由8小时30分缩短至2小时。设计运输能力为近期开行客车60对，年客运量1745万人次；远期开行客车135对，年客运量2460万人次。
2016年5月15日之后，原先经由合武线的普速列车全部改线至其他线路，合武线目前仅有动车组运行。2018年7月1日起，合武铁路与合宁铁路同时提速至时速250公里贯通运营，合肥南站至武汉站一站直达时间为1小时33分，至汉口站1小时36分。
2020年由于武汉及湖北省内爆发新型冠状病毒疫情，自1月24日起，合武铁路湖北省内所有车站停运，涉及麻城北站、红安西站、汉口站三个车站，除经批准的抗疫人员之外停止售票及旅客乘降。
2021年4月26日晚，合肥市肥西县沪蓉铁路与江淮运河交叉处，引江济淮沪蓉铁路改建项目完成双线拨接，这是中国首例高铁双线拨接。
