Theo tờ trình, đây là dự án thuộc nhóm quan trọng quốc gia, do Quốc hội quyết định chủ trương đầu tư, Thủ tướng Chính phủ quyết định cấp đầu tư dự án. Bộ Giao thông - Vận tải đề xuất tổng chiều dài dự án khoảng 1.559km chạy dọc hành lang Bắc - Nam, đi qua 20 địa phương, nối Hà Nội và TP Hồ Chí Minh. 

Trong đó, 14km tại Hà Nội đi chung hạ tầng với tuyến đường sắt đô thị số 1 Hà Nội (đoạn từ Ga Hà Nội đến Ga Ngọc Hồi), còn lại 1.545km đi từ Ga Ngọc Hồi đến ga Thủ Thiêm (TP Hồ Chí Minh). Tốc độ thiết kế đoàn tàu 350km/giờ, tốc độ khai thác 320km/giờ; được xây dựng để khai thác riêng tàu chở khách. Dự án có tổng mức đầu tư 1.334.459 tỷ đồng (khoảng 58,71 tỷ USD). 

Dự án được chia thành 2 giai đoạn xây dựng với thời gian thực hiện dự kiến như sau: Giai đoạn 2020 - 2032 nghiên cứu, đầu tư xây dựng đoạn Hà Nội - Vinh và Nha Trang - TP Hồ Chí Minh; giai đoạn 2 là 2032-2050 đầu tư xây dựng đoạn Vinh - Nha Trang, trong đó đoạn Vinh - Đà Nẵng hoàn thành năm 2040, đoạn Đà Nẵng - Nha Trang hoàn thành năm 2050.