De hoofdlijn loopt van London Paddington naar Temple Meads in Bristol. De term "Great Western" wordt door Network Rail en andere organisaties ook gebruikt om een grotere groep spoorlijnen aan te geven die verbonden zijn met de Great Western Mainline.
London Paddington station - het eindstation van de Great Western Main Line in LondenBristol Temple Meads station aan de andere kant van de lijn
Het eerste deel van de Great Western Railway werd geopend van Londen naar een tijdelijk station ten oosten van de Theems bij Maidenhead op 4 juni 1838. De rest van de lijn werd in fasen geopend:
Het originele breedspoor met een spoorwijdte van 2140mm werd aangevuld met een derde rail om treinen op normaalspoor, of smalspoor zoals de GWR het noemde, ook te kunnen laten rijden tussen 1854 and 1875. De breedspoor-rails werd echter pas in 1892 verwijderd nadat alle breedspoortreinen terug gehaald waren naar Penzance.
Van Londen tot Didcot zijn de oorspronkelijke twee sporen uitgebreid tot vier sporen.
Infrastructuur
De maximumsnelheid op de lijn bedraagt 200km/u of 125 mijl per uur. De lijn is de jaren '70 aangepast om de nieuwe Intercity 125 te kunnen laten rijden. De lijnen van Paddington naar Didcot zijn begrensd op 144km/u tot aan Reading en vanaf daar 160km/u tot aan Didcot.
De lijn was tot rond 2015 geëlektrificeerd met 25 kV 50Hz wisselspanning tussen Paddington en Airport Junction, de aansluiting met de lijn naar de luchthaven Heathrow nabij Hayes. Hierdoor kunnen de Heathrow Express en Heathrow Connect met elektrisch materieel rijden. De elektrificatie is tot aan Maidenhead uitgebreid in het kader van het Crossrail-project.
Op 23 juli 2009 maakte de toenmalige Engelse regering bekend dat de hele lijn naar Bristol en Swindon geëlektrificeerd zou worden gedurende acht jaar. Dit valt samen met de introductie van de Super Express treinen.
