新建郑州至西安铁路客运专线全长484.518公里（其中正线长456.639公里），桥梁和隧道长度占全长的59.75%；最大年输送能力8340万人，其中近期约3700万人；设计行车速度：线下为350公里/时、线上为200公里/时；按双线建设，全线占地28903亩；沿线共设车站13个（新建10个），其中河南段新建新荥阳、新巩义、洛阳南、新渑池、新三门峡、新灵宝六站；陕西有新华山、新渭南、新临潼、西安北、咸阳西、（新）杨凌、五丈原、（新）宝鸡；建设工期4年，计划2009年7月投入试运营；主要工程数量：土石方4529万立方米、级配碎石295万立方米；概算总投资（动态）546.68亿元。
郑州段：
郑西安客运专线线路走向基本是沿陇海铁路线南侧约8到10公里向西，初期正线从既有郑州站引出（由于初期引入既有郑州站，需要对郑州火车站进行适当改建，增加旅客列车到发线2条及1座站台。），利用既有陇海线至郑州西站西侧后建设新线开始折向西南，经153医院北跨四环路，再折向西南在郑州鹤立中专和庙王分别跨310国道和规划中原西路，于荥阳市豫龙镇槐西村南设新荥阳站，出站向西，过乔楼水库，经田咀南、北周村南，在草店北再跨310国道，绕过大峪沟煤矿和金龙煤矿采空区，沿巩义市南侧西行，在白河村第三次跨过310国道，在国家级文物保护单位永定陵和永熙陵之间通过，穿官庄，在芝田镇南设新巩义站。自新巩义站向西穿五七化工厂一边，经苏家庄向西在唐恭陵北约1公里处通过进入偃师市。
洛阳段：
郑西安客运专线进入偃师后，贴偃师市火电厂北面西行，在西棘针附近跨洛界高速公路并跨伊河，在明花洗涤剂厂南侧西行，跨焦柳线、龙门路，在洛宜支线南侧设洛阳南站；出站后在牡丹大道李屯公路桥下通过，上跨洛宜支线后西行，避开洛阳市在建电厂，跨西南环城高速公路和洛河，穿过于家营村至柳行村，进入丘陵区；沿义马采空区南侧向西，走石陵乡西沟水库上游到达盐镇。
三门峡段：
自河南省洛阳市和三门峡市的分界点－盐镇，郑西安客运专线向西经笃忠至赵庄设新渑池站。出站后，经上凹以隧道下穿连霍高速公路，继经硖石乡穿张茅隧道（全长8460m）越岭后，跨山口河，经蔡家坡跨青龙涧河，继经贺家庄跨陇海铁路，而后于既有陇海铁路张家湾车站北侧约0.8km处设新三门峡站。自新三门峡车站出站后线路即跨苍龙涧河，穿吕家崖隧道，上跨连霍高速公路和城市快速通道，之后线路取直经冯佐村、大王村，跨弘农涧河，穿函谷关隧道（全长7851m）并于进口端下穿高速公路，经西阎乡至文东村设新灵宝站。出站后，线路继西行，跨阳平河，尔后以隧道下穿连霍高速公路，经阌乡至盘东村跨枣乡河，再经文底村，跨双桥河，至杨家村达省界。
渭南段：
郑(州)西（安）快速铁路客运专线是国家重点工程。潼关、华阴区间地形多样、地质复杂，铁路、公路、电力、通信线路交跨十分频繁，给供电施工和材料运输带来很大困难，担负施工任务的渭南局潼关、华阴电力局职工克服工期紧、任务重、质量要求高以及恶劣天气带来的影响，采取分区段、分工序的方法，打破常规作业，加班加点组织施工，及时满足了各施工点生产、生活用电需求，为铁路工程的顺利施工创造了条件。设立新华山车站，新渭南车站。秦东隧道是世界首座特大断面湿陷性全黄土隧道，全长7684米，最大开挖断面达到170平方米。渭南渭河特大桥全长79.6公里，三跨渭河。新渭南站建成后，将是世界上第一座高速通过的高架桥客运专线车站。为充分利用桥梁下部空间、节约用地，新渭南站站房设置于铁路桥梁下方。车站两端咽喉区分别位于大桥变宽度连续桥梁上，道岔与桥梁间相互受力非常复杂，设计难度也前所未有。
西安段：
郑西客运专线由郑州枢纽配套工程、郑州至西安（新临潼）段以及西安枢纽配套工程三部分组成。西安枢纽配套工程包括：客运专线出新临潼车站西行，于货北环新筑站东上跨枢纽货运北环线（拟建）及灞河，抵西安市北郊、西铜高速公路西侧设西安北站，沿渭河南岸继续向西跨机场高速公路、渭河、咸铜铁路后接入陇海铁路咸阳西站，客运专线正线全长59.729公里。同时客运专线正线于新临潼站与西康线柳树村车站、陇海线窑村站间设联络线，利用陇海线既有窑村至西安段（增建三、四线）引入西安站，联络线长26.328公里。引入西安相关改扩建工程包括机务段改建、西安站（含北广场及站房）扩建及动车存车场等工程、西安动机车车辆基地，西安动车存车场至西安北动车基地走行线。设立新临潼、西安北车站。
宝鸡段：
这条铁路不到宝鸡，但考虑到该铁路对宝鸡未来发展的重大意义，铁道部决定增加郑西快速铁路客运专线宝鸡段，将专线向西延伸到宝鸡。近日，负责这条铁路设计工作的工程技术人员已抵达宝鸡，进行实地考察。据介绍，这条铁路只设5个站，即西安北、咸阳西、（新）杨凌、五丈原、（新）宝鸡，预计年底开工，2009年与郑西快速铁路客运专线同时完工。
