การก่อสร้างซันโย ชิงกันเซ็ง ระหว่างชินโอซะกะไปยังชินโอซะกะและโอกะยะมะนั้นมีการลงนามมอบอำนาจเมื่อวันที่ 9 กันยายน พ.ศ. 2508 (ค.ศ. 1965) และเริ่มดำเนินการก่อสร้างเมื่อวันที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2510 (ค.ศ. 1967) และการก่อสร้างเชื่อมต่อระหว่างโอกะยะมะและฮะกะตะเริ่มดำเนินการเมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2513 (ค.ศ. 1970)

ส่วนของชินโอซะกะไปยังโอกะยะมะนั้นเปิดให้บริการเมื่อวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2515 (ค.ศ. 1972) และส่วนที่เหลือนั้นเปิดให้บริการเมื่อวันที่ 10 มีนาคม พ.ศ. 2518 (ค.ศ. 1975) รถไฟฮิกะริขบวนแรกนั้นเป็นรถไฟชิงกันเซ็ง 0 ซีรีส์ ทำให้การเดินทางจากโอซะกะไปยังฮะกะตะใช้เวลา 3 ชั่วโมง 44 นาที ต่อมาในปี 2529 ลดลงเหลือ 2 ชั่วโมง 59 นาทีเมื่อมีการเพิ่มความเร็วเป็น 220 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในปี 2532 มีการใช้รถไฟชิงกันเซ็ง 100 ซีรีส์ที่วิ่งด้วยความเร็วสูงสุดถึง 230 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ก็ทำให้การเดินทางใช้เวลาสั้นลงอีกเหลือเพียง 2 ชั่วโมง 49 นาทีเท่านั้น

ส่วนรถไฟโนะโซะมิ เริ่มนำมาใช้เมื่อวันที่ 18 มีนาคม พ.ศ. 2536 (ค.ศ. 1993) ซึ่งเป็นรถไฟชิงกันเซ็ง 300 ซีรีส์ การเดินทางจากโอซะกะไปยังฮะกะตะสามารถร่นระยะเวลาเหลือ 2 ชั่วโมง 32 นาทีเมื่อวิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ต่อมา วันที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2540 (ค.ศ. 1997) รถไฟชิงกันเซ็ง ซีรีส์ 500ก็นำมาให้บริการเป็นรถไฟโนะโซะมิ ทำให้การเดินทางจากชินโอซะกะไปยังฮะกะตะใช้เวลาเพียงแค่ 2 ชั่วโมง 17 นาทีเมื่อวิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ต่อมา รถไฟชิงกันเซ็ง 700 ซีรีส์ก็ได้นำมาเปิดให้บริการเป็นรถไฟโนะโซะมิ เมื่อวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2542 (ค.ศ. 1999) เดินทางจากโตเกียวไปยังฮะกะตะ โดยเปิดให้บริการพร้อมๆกับการเปิดสถานีอะซะ และรถไฟฮิกะริ เรล สตาร์ก็ได้นำรถไฟซีรีส์ 700 รุ่นใหม่มาให้บริการบ้างเมื่อวันที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2543 (ค.ศ. 2000)

สถานีโอะโกะริเปลี่ยนชื่อเป็นสถานีชินยะมะกุจิ เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2546 (ค.ศ. 2003)

และรถไฟชิงกันเซ็ง ซีรีส์ N700 ก็เปิดให้บริการเป็นรถไฟโนะโซะมิ เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2550 ที่วิ่งด้วยความเร็วสูงสุดถึง 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (ขณะที่ซีรีส์ 700 วิ่งได้ด้วยความเร็วสูงสุด 285 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)

ทุกวันนี้ ซันโย ชิงกันเซ็ง สามารถสร้างรายได้ให้กับบริษัทรถไฟญี่ปุ่นตะวันตกคิดเป็นร้อยละ 40 จากรายได้ที่มาจากการคมนาคมทั้งหมด อย่างไรก็ตาม เส้นทางรถไฟนี้ก็ต้องแข่งขันกับสายการบินในประเทศอย่างมาก โดยเฉพาะการเดินทางจากโตเกียวไปยังฟุกุโอะกะและจากโอซะกะไปยังฟุกุโอะกะ จึงมีผลทำให้บริษัทรถไฟญี่ปุ่นตะวันตกยอมปรับลดค่าโดยสารหลายครั้งในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เพื่อให้สามารถแข่งขันกับสายการบินได้ เช่น การเพิ่มจำนวนรถไฟขบวนสั้น (ฮิกะริขนาด 8 โบกี้) หลายรอบมากขึ้น