Theo Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi Dự án Đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam, với đoạn qua địa bàn tỉnh Đồng Nai, hướng tuyến dự án cơ bản đi chung hành lang về phía Đông của tuyến đường bộ cao tốc Phan Thiết - Dầu Giây. Đến địa phận huyện Cẩm Mỹ, tuyến rẽ trái đi vào đường trục trung tâm Cảng hàng không quốc tế (sân bay) Long Thành.
Bộ Giao thông vận tải đã đề nghị 2 địa phương Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai và các đơn vị liên quan tham gia ý kiến đối với báo cáo nghiên cứu tiền khả thi Dự án Đường sắt Thủ Thiêm - Long Thành do liên danh đơn vị tư vấn Tổng công ty Tư vấn thiết kế giao thông vận tải (TEDI); Công ty CP Tư vấn thiết kế giao thông vận tải phía Nam (TEDI SOUTH) lập.