Ludwigs-West-Bahn bezeichnet ein von König Ludwig I. von Bayern auf Drängen des bayerischen Parlaments initiertes und vom Königreich Bayern finanziertes Staats-Eisenbahn-Projekt, das nach Planungen 1844-1848 in den Folgejahren gebaut und in den Jahren 1852 bis 1854 in Betrieb genommen wurde. Es umfasst in Anschluss an die Ludwig-Süd-Nord-Bahn die Eisenbahnstrecke von Bamberg über Schweinfurt (Inbetriebnahme 1. August 1852) und Würzburg (Inbetriebnahme 1. Juli 1854) nach Aschaffenburg (Inbetriebnahme 1. Oktober 1854) und Kahl am Main (Inbetriebnahme 27. Juni 1854, Aschaffenburg-Kahl wurde in Pacht durch die hessische Ludwigsbahn betrieben).

Im weiteren Sinne gehören die Strecken der privaten hessischen Ludwigsbahn mit der Weiterführung von Kahl am Main nach Frankfurt (Inbetriebnahme 27. Juni 1854) und Aschaffenburg-Darmstadt-Mainz (Inbetriebnahme 2. Dezember 1858) mit zum Konzept der Ludwigs-West-Bahn.

Die Strecke folgt in ihrer Trassierung von Bamberg bis Schweinfurt, von Würzburg bis Lohr und von Aschaffenburg bis Kahl am Main dem Maintal. Von Schweinfurt bis Würzburg führt sie abseits der Mainschleifen des Maindreiecks abkürzend über leichtes Hügelland. Von Lohr bis Aschaffenburg kürzt sie die drei Seiten des Mainvierecks ab und durchquert in relativ direkter Linie den Spessart dem Lohr -Tal aufwärts und dem Laufach- bzw. Aschafftal abwärts folgend.

An bedeutenden Kunstbauten verfügt die Strecke nur über einen Tunnel im Schweinfurter Stadtgebiet, die Brücke über die Mündung der fränkischen Saale und der fränkischen Sinn in den Main bei Gemünden und den Schwarzkopftunnel sowie zwei Eisenbahndämm bei Hain im Zuge der Spessartrampe . Bedutendster Kunstbau der hessischen Ludwigsbahn ist die Main-Brücke bei Stockstadt auf dem Wege nach Darmstadt.

Die Strecke wurde zweigleisig geplant und trassiert, jedoch bis auf den Steigungsstreckenabschnitt Heigenbrücken-Laufach zunächst nur eingleisig in Betrieb genommen. Nächster zweigleisiger Abschnitt war der Streckenabschnitt Rottendorf-Würzburg nach Inbetriebnahme der Strecke Fürth-Rottendorf in 1865. Die restlichen Streckenabschnitte folgten mit dem 2. Gleis bis in die 1890er Jahre. Die Strecke ist im Abschnitt Rottendorf-Würzburg 1954, Würzburg-Aschaffenburg 1957, Aschaffenburg-Frankfurt/Darmstadt 1960 und Bamberg-Schweinfurt-Rottendorf 1971 elektrifiziert worden.

Der Streckenabschnitt Würzburg-Aschaffenburg firmiert heute unter dem Namen Main-Spessart-Bahn.

Der Streckenabschnitt Rottendorf-Bamberg verlor mit der Inbetriebnahme der direkten Linie Rottendorf-Kitzingen-Fürth im Personenfernverkehr seine Bedeutung für die Verbindung von Würzburg nach Nürnberg. Der Abschnitt Bamberg-Schweinfurt-Waigolshausen (mit Anschluss an die Werntal-Bahn nach Gemünden) ist wegen seiner günstigen Trassierung im Güterverkehr bedeutend. Der Abschnitt Schweinfurt-Würzburg im Zuge der Verbindung Berlin-Stuttgart(-Rom) über Erfurt (ab 1884 nach Eröffnung des Brandleitetunnels ) verlor seine Fernverkehrsbedeutung mit der deutschen Teilung im Jahr 1945).