Theo dự thảo Quy hoạch các tuyến, ga đường sắt khu vực đầu mối TP Hà Nội đang được Cục Đường sắt Việt Nam lấy ý kiến, đường sắt tốc độ cao Bắc Nam đi qua 20 tỉnh thành, kết nối các trung tâm kinh tế, chính trị lớn của đất nước. Trong khu vực đầu mối TP Hà Nội, hướng tuyến đường sắt tốc độ cao Bắc Nam tuân thủ các quy hoạch có liên quan của TP Hà Nội, tỉnh Hà Nam và quy hoạch mạng lưới đường sắt thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050.
Theo đó, từ ga Ngọc Hồi, đường sắt tốc độ cao vượt qua các đường vành đai và đường sắt vành đai phía Tây, qua huyện Thường Tín, Phú Xuyên. Tại cuối huyện Phú Xuyên, tuyến đường hướng về phía đông để vòng tránh khu công nghiệp Đồng Văn ở huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam; vượt quốc lộ 1, đường sắt hiện tại về phía đông của đường bộ cao tốc để về TP Phủ Lý.
