北京市郊铁路S2线，简称城铁S2线，开通于2008年8月6日，是在京包铁路和康延支线上开行的通勤铁路运输系统。该线路由北京市昌平区黄土店站始，途经昌平区南口站至延庆区八达岭站（延庆站停运改造中），另有支线前往河北省怀来县沙城站。该线是北京的第一条快速通勤铁路运输系统，日输送旅客能力将近20000人次。
为支持市郊卫星城的发展，2002年的《北京城市轨道交通线网调整规划》提出建设北京市郊铁路，其中S2线的规划包含北京北站至延庆的干线和沙河至昌平北站的支线，用以满足延庆和昌平的通勤需求；2008年以前建设从北京北站到昌平的线路。
为了让游客在2008年北京奥运会期间更方便快捷地前往八达岭长城等景区，北京市和铁道部于2008年4月起对京包铁路和康延支线进行了升级改造，改造内容包括扩建北京北站，改造沿线其他6座车站，更换钢轨和枕木，以及修建了一条从市区方向直接驶入康延支线的联络线等。
在2008年8月6日，S2线正式开通，列车挂“Y” 字头，每日开行16对列车。北京北站到延庆站一等座票价23元，二等座19元；到八达岭站一等座票价17元，二等座票价14元。平原地区时速120千米/小时，山地时速45千米/小时。 由于开通后S2线乘客反映有颠簸感，S2线又进行了进一步改造，将平原地区的最高时速提高到160千米/小时。
2012年12月21日起，S2线开通北京北至沙城的S287/288次，每周五、六、日、一运行，沙城站自6427/6428次列车停运后得以重开始发进京列车。
高票价和车站位置偏远导致S2线客流稀少，在运营过程中逐渐沦为“运椅子”专线。在票价方面，刷一卡通乘坐北京公交919路从延庆到德胜门只需4.8元，S2线列车票价毫无优势；而在车站位置方面，八达岭站到八达岭长城景区需要步行10到15分钟，而延庆站至延庆镇中心也需要再换乘公交车。因此，在旅游淡季，即使S2线列车减少至8对，仍然无法避免亏损运营的局面。
为了改变客流惨淡的局面，北京市政府和北京铁路局达成协议，按“政府购买服务”模式补贴S2线运营，使得S2线从旅游线路改为公交化运营，车次亦从Y字头更改为S2XX次。（原Y561-Y591次车次改为S201-S231次，原Y562-Y592次车次改为S202-S232次。）
首先，票价大幅下降：全列改为不分一、二等座的自由席（日语：自由席），乘坐两站及以上每人次6元，乘坐一站每人次5元。同时，S2线调整运力，恢复每天16对列车开行，并调整时刻表。此外，全线有5站设置刷卡机，旅客可以使用一卡通付费。这个“新运营模式”从2011年7月1日起实行，此后S2线客流量大增，北京北站甚至时常出现S2线乘客跑步上车占座的情况。逢车底厂修时，S2线部分列车会在南口、八达岭等车站严格限制上车人数。
当时乘坐S2的刷卡收费模式与地铁不同：不设进出站闸机，进站时在收费机上刷卡，收费5元；但如果出站时再次刷卡，则视作继续乘搭，另外收费1元，因此乘坐一站旅客出站时一定不要刷卡，否则将按乘坐两站收费（6元）。但S2线各站对刷卡乘坐一站收费模式无任何说明，有可能导致刷卡乘坐一站旅客被多收票款而无法退回。
2018年1月1日起，S2线北京市内各站票制票价比照北京地铁票制票价进行调整，康庄至沙城区段仍执行铁路票价。
北京市内段同地铁票制按里程计价，康庄站至北京市界以外的沙城站票价单独计算，为10元；北京市内其他车站和沙城站间的票价为这10元与北京市内票价之和，如从黄土店至沙城票价为18元。儿童及残疾军人可按铁路政策现场现金购买半价优惠票，使用本市发行的交通卡或亿通行APP的乘客可以享受地铁累计票价优惠。S2线不联网售票、不实名制、不对号入座。可以采用北京市政交通一卡通或其他带有交通联合标志的交通卡或亿通行APP付费，也可于乘车站现场现金购买当日纸质车票。旅客可持票或刷卡或扫码进站乘车，但交通卡内余额不足18元时无法进站，出站时仍需扫码、刷卡、验票。
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下表中粗体为全天开行，非粗体为周五、周六、周日、周一及小长假加开。
2016年11月，受到京张城际铁路施工的影响，S2线临时调整至黄土店站始发。
2020年3月30日起，受到延庆站改造施工的影响，S2线主线终点站调整至八达岭站，并设置免费接驳专车前往延庆城区。
S2线使用京包铁路和康延支线运行，共设8个车站，以北京北站为起点，中途停靠清华园、清河、昌平、南口、八达岭，终点为延庆站。支线从八达岭引出，中途停靠康庄，终到河北省张家口市怀来县沙城站。 目前由于京张城际铁路及延庆支线施工，改为黄土店站始发，至八达岭站，全长95公里（包括沙城支线）。
S2线列车使用的车辆为NDJ3“长城号”内燃动车组，该动车组为2动7拖编组，首尾车头，中间为7节列车，其中包括一节餐车。
