Theo Quy hoạch tổng thể Thủ đô Hà Nội tầm nhìn 100 năm, hệ thống đường sắt được xác định là hạ tầng trung tâm để tổ chức lại giao thông, mở rộng không gian đô thị và kết nối vùng Thủ đô.
Mạng lưới được quy hoạch theo mô hình "vòng - xuyên tâm - đa cấp", gồm đường sắt quốc gia, đường sắt liên vùng và đường sắt đô thị kết nối đồng bộ. Các tuyến không chỉ liên kết khu vực nội đô với đô thị vệ tinh mà còn mở rộng tới Bắc Ninh, Hưng Yên, Phú Thọ, Ninh Bình, Thái Nguyên và nhiều địa phương vùng đồng bằng sông Hồng.
