Đường sắt tốc độ cao Bắc Nam sẽ có tàu nhanh chạy 5 giờ 20 phút, tàu thường 6 giờ 50 phút dừng nhiều ga hơn, và tàu khai thác khu đoạn ngắn.
Theo đề án đường sắt tốc độ cao Bắc Nam, tuyến đường được xây mới đường đôi, khổ 1.435 mm, tốc độ thiết kế 350 km/h, tốc độ khai thác cao nhất 320 km/h đối với tàu đường dài, tốc độ tối đa 250-280 km/h đối với tàu chặng ngắn. Tàu hàng chạy tốc độ 120-160 km/h; tải trọng 22,5 tấn/trục.
Đường sắt tốc độ cao ưu tiên vận tải hành khách trên tuyến và có thể vận tải hàng khác khung giờ khi có nhu cầu. Tuyến đường sắt Bắc Nam hiện hữu được nâng cấp để vận tải hàng, container.
Tuyến đường sắt tốc độ cao đi qua 20 tỉnh, thành và mỗi tỉnh có ít nhất một nhà ga hành khách. Cự ly trung bình giữa các ga khoảng 67 km, trong đó ga ngắn nhất nằm ở đoạn Hà Nam – Nam Định – Ninh Bình, cự ly dưới 45 km. Với cự ly ga như vậy, tàu cao tốc được điều chỉnh biểu đồ chạy tàu hợp lý để đảm bảo đủ cự ly cho các quãng đường tăng tốc, giảm tốc.
