Awal pengoperasian kereta api

Kereta api Argo Muria pertama kali beroperasi pada 22 Desember 1997 yang menawarkan perjalanan dengan jadwal pemberangkatan pagi hari dari arah Jakarta ke Semarang dan sore hari dari arah sebaliknya menggunakan rangkaian kereta berbogie K9 sehingga menjadi salah satu kereta unggulan di zamannya. Namun, kereta api Argo Muria I sempat berhenti beroperasi pada 20–26 Mei 1998 akibat tingkat okupansi yang rendah.^[2] Selain kereta api Argo Muria I, beberapa pengoperasian kereta api penumpang juga sempat dihentikan akibat kerusuhan yang terjadi di Jakarta.^[2]

Pada 1998, kereta api ini sempat beroperasi menggunakan rangkaian kereta keluaran tahun 1965 hasil pemulihan.^[2]

Mulai 2002, kereta api Argo Muria I dan Argo Muria II beroperasi menggunakan rangkaian kereta buatan PT INKA keluaran 2002, sehingga rangkaian kereta sebelumnya digunakan untuk menambah perjalanan kereta api Argo Gede. Kereta api yang baru dioperasikan tersebut memiliki waktu perjalanan yang berkebalikan dengan Argo Muria I sehingga tersedia dua jadwal pemberangkatan kereta api relasi Semarang–Jakarta.^[2]

Sejak tahun 2007, nama "Argo Muria I" dilakukan perubahan nama menjadi Argo Sindoro dan mulai beroperasi menggunakan rangkaian kereta dengan bogie K9 yang sebelumnya pernah digunakan untuk pengoperasian kereta api Argo Lawu.^[2] Kemudian, kereta api ini kembali beroperasi menggunakan rangkaian kereta eksekutif keluaran tahun 2002 sejak rangkaian kereta api dengan bogie K9 milik Argo Bromo Anggrek dan Argo Sindoro ditarik oleh PT INKA untuk dilakukan perbaikan ulang.

Pengoperasian kereta api saat ini

Pada tahun 2017, kereta api ini sempat beroperasi menggunakan rangkaian kereta eksekutif buatan PT INKA keluaran tahun 2017.

Mulai bulan April 2019, kereta api ini (bersama Kereta api Argo Sindoro) kembali beroperasi menggunakan rangkaian kereta dengan bogie K9 dalam pengoperasiannya—sebelumnya digunakan untuk pengoperasian Kereta api Argo Bromo Anggrek.

Setelah beroperasi menggunakan rangkaian bekas berbogie K9 milik Kereta api Argo Bromo Anggrek, rangkaian kereta eksekutif keluaran tahun 2017 tersebut dimutasi ke Depo Kereta Jakarta Kota (JAKK) untuk pengoperasian kereta api Argo Lawu Tambahan.

Pasca kembali beroperasi setelah pandemi covid-19, Kereta api Argo Muria (bersama Kereta api Argo Sindoro) kembali menggunakan rangkaian eksekutif buatan PT Inka keluaran tahun 2016 bekas milik Kereta api Bima dan Kereta api Argo Dwipangga milik depo JAKK dan depo SLO.

Dengan jadwal Kereta api Argo Muria dan Kereta api Argo Muria Tambahan berangkat dari Stasiun Semarang Tawang Jam 16.15 (KA 13 sore I) dan Jam 18.00 (KA 7003 sore II) dan jadwal berangkat dari Stasiun Gambir Jam 00.35 (KA 7004 malam) dan Jam 07.05 (KA 14 pagi esok harinya), untuk perbedaan Kereta api Argo Muria Reguler dengan Kereta api Argo Muria Tambahan di pelayanan Harga, Rangkaian Kereta, Kecepatan KA, Waktu Tempuh dan Jadwal Perjalanan KA terbatas (untuk Kereta api Argo Muria Tambahan).

Khusus untuk kereta api Argo Muria setiap menjelang akhir pekan, rangkaian ditambah dari semula 9 kereta eksekutif menjadi 10 kereta eksekutif, sedangkan untuk Kereta api Argo Sindoro tidak ditambah kereta eksekutif.

Mulai Tanggal 28 September 2022, bertepatan Hari Ulang Tahun PT Kereta Api Indonesia ke 77 Tahun, Kereta api Argo Muria (bersamaan dengan Kereta api Argo Sindoro) mengalami peningkatan kecepatan dari semula hanya 105 km/jam menjadi 120 km/jam.

Pada 1 Juni 2023 diikuti dengan pemberlakuan grafik perjalanan kereta api (Gapeka) tahun 2023, sama dengan kereta api Argo Sindoro, frekuensi kereta api Argo Muria juga kini bertambah menjadi tiga kali keberangkatan tiap hari, frekuensi tersebut meliputi satu kali keberangkatan dari Semarang pada jadwal petang, sedangkan dua kali keberangkatan dari Jakarta dengan jadwal pagi dan malam. ^[1]

Setelah keenam kereta api unggulan seperti kereta api Argo Bromo Anggrek, Argo Semeru–Bima, Argo Lawu–Argo Dwipangga, dan Taksaka mendapat rangkaian baja nirkarat generasi terbaru buatan PT INKA, pada tanggal 15 Juni 2025, kereta api Argo Muria bersama dengan Argo Sindoro resmi menggunakan rangkaian kereta api eksekutif generasi baru buatan PT INKA, sedangkan rangkaian sebelumnya dialihkan kepada kereta api Argo Merbabu.^[3]

Mulai 15 Agustus 2025, Kereta api Argo Muria (No KA 20-21) akan menambahkan pemberhentian di Stasiun Batang agar memudahkan para penumpang yang bertujuan ke Kawasan Industri Batang dari Semarang maupun dari Jakarta.