世界初の210km/h運転を達成した新幹線の成功は、欧米各国に影響を及ぼした。鉄道先進国を自負していたフランスは、1967年5月28日より高速列車TGS を欧州において初めて200km/hで運転し、その後も複数の列車を200km/hで運行していた。新幹線の開業後、1981年に本格的な超高速列車TGVを開発し、営業最高速度260km/hというスピード世界一を達成し、新幹線の記録を凌駕した。

その他、ドイツ (ICE) やイタリア（ペンドリーノ）でも高速列車が計画され、実現に移された。イタリアのペンドリーノは欧州初の高速新線であり、1970年に工事が始まり、1978年に部分開業を迎え、1983年に250km/h運転を開始したものの、その後の整備で仏独に遅れを取り、全線が開業したのは1992年である。

スペインは、高速新線の導入を検討していたが、TGV方式の高速列車を採用、その他にもフランスからTGVを導入する国が増えている。

ロシアの高速列車ソコルは1997年、ドイツ鉄道の技術支援を受け、モスクワ - サンクトペテルブルグ間654kmを営業時の最高速度250km/hで結んだことにより、それまで4時間20分掛かっていたものが、2時間30分に短縮された。

なお、既に標準軌の鉄道網が整備されているこれらの国では、駅周辺は従来の路線をそのまま使用し、郊外区間では諸条件によって高速新線建設と在来線改良を使い分けることが多く、システム的には全線を新線として建設する新幹線とは別物と言える。

走行試験を除く営業運転速度は、2008年10月現在、日本の新幹線はやてやドイツのICE3の技術を導入した中国北京・天津高速鉄道の350km/hが世界最高である。フランスTGVの320km/h、JR西日本の500系 (300km/h)、ドイツが自国開発したICE (300km/h) がそれに続く。韓国では2004年、フランスのTGV方式の韓国高速鉄道 (KTX) が300km/hで開業し、台湾では2007年、日本の新幹線方式（一部仏独の技術を導入）の台湾高速鉄道が300km/hで開業した。

TGVは360km/hへの速度向上を計画している。2007年後半からフランスのTGV方式のスペインのAVEは、マドリード - バルセロナ間630kmの新造線で、ドイツのICEの技術に使われているシーメンス製のVelaro Eという列車を使い350km/hで運転する計画がある。それが実現すれば、マドリード - バルセロナ間は2時間30分に短縮される。 さらにロシアやベトナムでも新幹線をモデルにした最高速度350km/hの高速鉄道建設が計画されている。

浮上式鉄道を含めた2008年現在における世界最速の旅客営業鉄道路線は、2003年にドイツの技術によって開業した中国・上海浦東国際空港へのアクセス用に建設された上海トランスラピッドで、最高速度は430km/hである。

走行試験も含めた鉄道における最高速度の世界一は、日本のMLX01が山梨リニア実験線で記録した581km/h。浮上式鉄道を除くとフランスTGVの高速試験車V150編成が記録した574.8km/hである（日本の非浮上式鉄道の最高記録はJR東海の300Xによって達成された443km/hで世界第2位）。

東海道新幹線は建設時期が古く、カーブなどの線路状況が200km/h台の設計になっている。より新しい山陽新幹線・東北新幹線などもフランスやドイツなどと比較すると山岳区間が多く、路線の起伏やカーブの設計などにおいて高速化を妨げる点が多い。特に後者は上越新幹線共々寒冷地の耐寒・耐雪装備が不可欠であり、重量的に不利である。また沿線に住宅地が多いため、騒音への対策も必要となるなど、300km/h以上の運転には解決すべき課題が多い。

しかしJR東海・西日本では2007年より山陽新幹線で500系と同じ最高速度300km/h、東海道新幹線でも従来の車両では255km/hまで減速する必要のあった半径2500mのカーブを、車体傾斜装置を搭載することで270km/hで通過できるN700系の導入を開始した。また、JR東日本は2004年から360km/h走行を前提とした試験車両（E954・E955形）の開発を開始しており、2005年からはE954形、2006年からはE955形も走行試験を行っている。E954系をベースとして320km/hでの走行を前提にしたE5系の製造も開始される。