新建大西客运专线北起山西大同,经太原、运城连通陕西省渭南和西安市客运专线,沿线经过山西、陕西两省九市,线路全长859公里,其中山西境内710公里,陕西境内149公里。全线共设大同、太原、太原南、运城北、西安北等29座车站,其中新建18座,利用既有和在建车站11座,桥隧占线路全长78%,重点工程为四桥五隧,设计速度目标值为250km/h(预留350km/h条件)。
新建大西客运专线的开工建设是国家《中长期铁路网规划》的重点项目,沿线人口密集,城市集中,矿产资源和旅游资源十分丰富,建设这条客运专线,将形成一条纵贯晋陕两省的现代化大能力通道,与既有的南北同蒲线铁路形成客货分线运输,大幅度地提高铁路运输能力和质量,对于有效地缓解既有运输的紧张状况,促进沿线矿产和旅游资源的开发和利用,加快沿线工业化、城镇化的进程,促进区域经济社会又快又好地发展,具有十分重要的意义。大西客运专线建成后,将与太原-石家庄、西安-郑州、西安-宝鸡、西安-成都等客运专线紧密地衔接,成为全国快速铁路客运网的重要组成部分,大幅度地缩短区域中心城市间的时空距离。