Tuyến đường sắt kết nối các tỉnh khu vực Tây Nguyên (Đà Nẵng - Kon Tum - Gia Lai - Đắk Lắk - Đắk Nông - Bình Phước (Chơn Thành), dài 550 km, khổ đường 1.435 mm, đường đơn.
Bên cạnh 7 tuyến đường sắt trên, vùng cũng sẽ nghiên cứu đầu tư tuyến đường sắt Bàu Bàng (Bình Dương) - Mộc Bài (Tây Ninh), tuyến này kết nối đường sắt TP HCM - Lộc Ninh với tuyến đường sắt TP HCM - Mộc Bài; khổ 1.435 mm, định hướng sau năm 2030.
Dưới đây là sơ đồ mạng lưới đường sắt của vùng Đông Nam Bộ (đường đỏ):
Về định hướng kết nối đường sắt, vùng Đông Nam Bộ sẽ kết nối quốc tế với Campuchia thông qua tuyến TP HCM - Dĩ An - Lộc Ninh.
Kết nối đường sắt tại khu đầu mối TP HCM sẽ là đường sắt quốc gia khu vực TP HCM gồm tuyến đường sắt Hà Nội - Thành phố Hồ Chí Minh hiện có (điểm cuối tại ga Sài Gòn), đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam (điểm cuối tại ga Thủ Thiêm), tuyến đường sắt Biên Hòa - Vũng Tàu (có điểm đầu tại ga Trảng Bom), các tuyến đường sắt TP HCM - Cần Thơ, TP HCM - Tây Ninh kết nối với đường sắt Hà Nội - TP HCM thông qua đoạn tuyến An Bình - Tân Kiên.
Chuyển đoạn Bình Triệu - Sài Gòn (Hòa Hưng) thành đường sắt đô thị sau khi hoàn thành tuyến đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam; kết nối từ ga Thủ Thiêm đến cảng hàng không Tân Sơn Nhất thông qua đường sắt đô thị.
Ga đầu mối hàng hóa là ga Trảng Bom, An Bình, Tân Kiên; ga đầu mối hành khách là ga Thủ Thiêm, Bình Triệu, Tân Kiên.
Kết nối đường sắt khu vực cảng biển cửa ngõ quốc tế sẽ là tuyến đường sắt Biên Hòa - Vũng Tàu đi song song với đường bộ cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu kết nối với cảng Cái Mép - Thị Vải.
Kết nối đường sắt với cảng hàng không quốc tế Long Thành qua tuyến đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam và tuyến đường sắt Thủ Thiêm - Long Thành; kết nối cảng hàng không quốc tế Tân Sơn Nhất qua tuyến đường sắt đô thị (tuyến 4b kéo dài và tuyến số 2).