政院核示应优先考量高铁站与台铁站间最佳的衔接方式后，高速铁路工程局提出兴建「沙崙线」的构想，并进行初步设计，之后全案转由交通部铁路改建工程局东部工程处负责后续工程。沙崙线原定2009年竣工，并计画配合2008年台湾博览会（后未举办）提前完工。但因为二仁溪整治计画的关系，于2010年竣工，并移转给台铁经营。2011年1月2日正式通车后，台铁辟驶经中洲直达台南的区间车，距离约18km、需时13分钟，较高铁快捷公车节省约一半时间。工程经费方面：土木工程建设经费为新台币33.9亿元（其中包括跨越中山高速公路