Theo báo cáo nghiên cứu tiền khả thi, dự án sẽ được thực hiện theo hai giai đoạn với tổng mức đầu tư dự kiến hơn 6.100 tỷ đồng từ ngân sách Nhà nước.

Giai đoạn 1, dự kiến thực hiện từ năm 2024 đến 2030 với kinh phí 2.290 tỷ đồng, sẽ xây dựng nhà ga mới cách ga hiện tại khoảng 4,2 km về phía Hà Nội, thuộc phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu. Nhà ga mới có diện tích khoảng 3.000 m2, cao 10 tầng, kèm theo quảng trường kết hợp công viên rộng 14.000 m2. Hướng tuyến đường sắt hiện tại sẽ được giữ nguyên, trong khi nhánh đường sắt cụt từ đường vòng Thanh Khê đến ga Đà Nẵng sẽ chuyển đổi thành đường sắt đô thị.

Ga Kim Liên hiện hữu tại phường Hiệp Hòa Bắc, quận Liên Chiểu sẽ trở thành ga hàng hóa với công suất xếp dỡ khoảng 500.000 tấn mỗi năm.

Giai đoạn 2 của dự án, với kinh phí dự kiến 3.810 tỷ đồng, sẽ di dời toàn bộ tuyến ga và đường sắt khu vực TP Đà Nẵng theo quy hoạch. Một ga hành khách mới sẽ được xây dựng tại xã Hòa Sơn, huyện Hòa Vang để phục vụ đường sắt quốc gia và đường sắt tốc độ cao trục Bắc Nam.

Việc di dời ga Đà Nẵng nhằm tái phát triển khu vực nội đô, giải quyết vấn đề ga hiện tại nằm trong trung tâm thành phố. Trước đây, thành phố đã có kế hoạch di dời nhà ga lên phường Hòa Khánh Nam và phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu, nhưng không huy động được vốn sau nhiều cuộc bàn thảo.