Theo nghiên cứu của Bộ Xây dựng, tuyến đường sắt này có tổng chiều dài khoảng 42km. Tuyến được thiết kế đường đôi, khổ tiêu chuẩn 1.435mm, tốc độ tối đa 120km/h, có 20 ga.
Hiện nay, thành phố đã đưa vào vận hành 21,5km, gồm tuyến số 2A (Cát Linh - Hà Đông, dài 13km) và đoạn trên cao của tuyến số 3 (Nhổn - Cầu Giấy, dài 8,5km), chiếm khoảng 4% tổng quy hoạch.
Đây là đề nghị của Chủ nhiệm Ủy ban Quốc phòng và An ninh của Quốc hội Lê Tấn Tới trình bày tại báo cáo giải trình, tiếp thu, chỉnh lý dự thảo Luật Đường bộ.
Sau khi tuyến đường này hoàn thành, người dân và du khách từ điểm cuối cao tốc Biên Hòa – Vũng Tàu sẽ có thể di chuyển thuận lợi, tốc độ nhanh để đến với khu vực trung tâm thành phố.
