az első angol nyelvű menetrend hátlapja A Tokaido Line Shinkansen szolgáltatással, amely 1964.október 1-jén indult.
A Tokaido és Sanyo Shinkansen vonalak elődjét eredetileg az 1930-as évek végén tervezték, mint egy standard nyomtávú dangan ressha (bullet train) Tokió és Shimonoseki között, amely kilenc órát vett igénybe a két város közötti közel 1000 kilométeres távolság lefedésére., Ezt a projektet a japán tengerentúli területeket kiszolgáló Kelet-Ázsiai vasúthálózat első részének tervezték. A második világháború kezdete a projekt korai tervezési szakaszában elakadt, bár három alagutat ástak, amelyeket később a Shinkansen útvonalon használtak.
1955-re az eredeti Tokaido vonal Tokió és Oszaka között zsúfolásig megtelt. Még a jövő évi villamosítás után is a vonal volt a legforgalmasabb Japán vasúthálózatában, hosszú távon, a kereslet pedig több mint kétszerese volt a jelenlegi kapacitásnak., 1957-ben nyilvános fórumot szerveztek, hogy megvitassák “a Tokió és Oszaka közötti három órás vasúti utazás lehetőségét.”Jelentős vita után a japán nemzeti vasút (JNR) úgy döntött, hogy új szabványos nyomtávú vonalat épít az eredeti keskeny nyomtáv mellett, hogy kiegészítse azt. Az akkori JNR elnöke, Shinji Sogō megpróbálta meggyőzni a politikusokat a projekt támogatásáról., A projekt magas költségeinek korai felismerése az új, ismeretlen technológiák használata, valamint az alagutak és a viaduktok magas koncentrációja miatt, a Sogō kevesebb állami finanszírozást kapott, mint amire szükség volt.
az étrend 1958 decemberében hagyta jóvá a tervet, és beleegyezett, hogy 194,8 milliárd ¥-t finanszíroz az ötéves építési időszak alatt megkövetelt 300 milliárd ¥ – ból. Eisaku Satō akkori pénzügyminiszter azt javasolta, hogy a fennmaradó pénzeszközöket nem kormányzati forrásokból kell venni, hogy a politikai változások ne okozzanak finanszírozási problémákat., A vonal építése 1959.április 20-án kezdődött Sogō és Hideo Shima főmérnök vezetésével. 1960-ban Shimát és Sogót az Egyesült Államokba küldték, hogy pénzt vegyenek fel a Világbanktól. Bár az eredeti kérés 200 millió dollár volt, csak 80 millió dollárral jöttek vissza, ami még mindig elegendő volt a projekt 15% – ának finanszírozásához, és nem tudta felhasználni a kölcsönt “kísérleti technológiára”. Az építkezés során bekövetkezett súlyos költségtúllépések mindkettőjüket lemondásra kényszerítették. A megnyitót úgy időzítették, hogy egybeessen az 1964-es tokiói nyári olimpiával, amely már nemzetközi figyelmet fordított az országra., Eredetileg a vonalat angolul az új Tokaido vonalnak hívták. Csakúgy, mint az eredeti vasútvonal, A Tokaido út után nevezték el, amelyet évszázadok óta használnak.
kezdetben két szolgáltatás volt: a gyorsabb Hikari (más néven Super Express) négy óra alatt tette meg az utazást Tokió és Shin-Oszaka között,míg a lassabb Kodama (vagy a korlátozott expressz) több megállót tett, és öt órát vett igénybe ugyanazon az útvonalon. 1964.augusztus 25-én tesztfutást végeztek, amely egy Hikari szolgáltatást szimulált., A futást, amelyet Reisuke Ishida, a JNR elnöke “nagyon sikeresnek” tartott, az NHK is közvetítette a televízióban. Ugyanezen év október 1-jén hivatalosan megnyitották a vonalat, az első vonattal, a Hikari 1-vel, Tokióból Shin-Oszakába utazva, 210 km/h végsebességgel (130 mph). 1965 novemberében mindkét szolgáltatást egy órával felgyorsították, hogy elérjék a Hikari jelenlegi 3 óráját, a Kodama pedig 4 órát.,
1988-ban, egy évvel a JNR privatizációja után az új üzemeltető vállalat, a JR Central elindította a működési sebesség növelésére irányuló projektet az infrastruktúra fejlesztése és egy új vonattervezés révén. Ennek eredményeként 1992.március 14-én debütált a 300-as sorozat és a Nozomi, a vonal leggyorsabb kiszolgálása, amely két és fél órát vett igénybe az útvonal 270 km/h (170 mph) végsebességgel történő áthaladásához.
egy új Shinkansen megálló Shinagawa állomáson 2003 októberében nyílt meg, egy jelentős menetrendváltozással együtt, amely növelte a napi Nozomi szolgáltatások számát., Kezdetben bizonyos Nozomi és Hikari szolgáltatások nem álltak meg az állomáson, néhány kihagyás sem Shinagawa, sem Shin-Yokohama, valamint a szolgáltatások sokasága mindkettőnél megállt. 2008 márciusától minden szolgáltatás megáll mindkét állomáson. Egy másik állomást 2012-ben terveztek megnyitni Rittō kiszolgálására, Maibara és Kiotó között. Az építkezés 2006 májusában kezdődött, de a projektet a következő évben törölték a környező Shiga prefektúra kormányának és a japán Legfelsőbb Bíróságnak a ¥4-re vonatkozó politikai ellenállása miatt.,A város által az építkezések finanszírozására kibocsátott 35 milliárd kötvény illegális volt, ezért azt vissza kellett vonni.
a következő speedupot, amely a legnagyobb sebességet a jelenlegi 285 km/h-ra (177 mph) emelte a továbbfejlesztett fékezési technológia alkalmazásával, 2014 – ben jelentették be, és 2015.március 14-én hajtották végre-az utolsó sebességemelés 23. évfordulója. Kezdetben csak egy szolgáltatás óránként futna ezen az új sebességgel. A régebbi, lassabb 700-as sorozat 2020 márciusában az N700-as sorozattal való felváltása után új menetrendet terveztek, amely kihasználta a sebességnövekedést több szolgáltatással., A COVID-19 világjárvány azonban tovább késleltette ezeket a terveket, mivel a szolgáltatást ideiglenesen megszüntették.