Theo đề xuất, tuyến đường sắt Bến Thành – Cần Giờ có tổng chiều dài khoảng 53,8 km, điểm đầu tại khu vực Công viên 23/9 (phường Bến Thành) và điểm cuối tại khu đất khoảng 39 ha thuộc xã Cần Giờ. Dự án được kỳ vọng tạo động lực thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội khu vực ven biển phía Nam, đồng thời tăng cường liên kết vùng Đông Nam bộ.

Về quy mô kỹ thuật, tuyến được thiết kế đường đôi, khổ ray tiêu chuẩn 1.435 mm, điện khí hóa, với tốc độ thiết kế tối đa lên tới 350 km/h.

Theo phương án tuyến, từ ga Bến Thành, tuyến đi theo hướng Đông Nam dọc đường Ký Con, vượt rạch Bến Nghé sang đường Vĩnh Khánh, sau đó kết nối với trục Nguyễn Tất Thành. Tuyến tiếp tục đi qua các trục giao thông quan trọng như Nguyễn Văn Linh, Nguyễn Lương Bằng, vượt sông Rạch Đĩa sang địa phận Nhà Bè.

Từ đây, tuyến vượt sông Soài Rạp sang xã Bình Khánh, đi song song và vượt cao tốc Bến Lức – Long Thành, sau đó bám theo hành lang đường Rừng Sác hướng ra biển. Đáng chú ý, hướng tuyến được lựa chọn đi qua vùng đệm Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ, không xâm lấn vùng lõi nhằm đảm bảo yêu cầu bảo vệ môi trường.

Hệ thống nhà ga được đầu tư theo lộ trình, trong đó giai đoạn 1 dự kiến bố trí hai ga chính là ga Bến Thành và ga Cần Giờ. Đồng thời, dự án cũng quy hoạch một Trung tâm điều hành (OCC) quy mô lớn tại Cần Giờ.

Liên quan đến tính đồng bộ hạ tầng, Sở Quy hoạch - Kiến trúc TP.HCM cũng kiến nghị cần xem xét phương án tổ chức không gian tại khu vực đường Nguyễn Tất Thành. Đồng thời yêu cầu việc mở rộng tuyến đường này phải được triển khai đồng thời với dự án đường sắt nhằm đảm bảo hiệu quả đầu tư và kết nối.