支线将以台铁系统型式自中洲站新辟支线岔出，并东行6.4公里与高铁台南站共站，路线全长约6.52公里，建设经费约58.43亿元。2004年11月5日，行政院以院台交字第0930048842号函正式核定「台铁台南沙崙支线计画」，简称「沙崙计画」，是为新十大建设项下项目之一；而在「沙崙计画」核定后，全案也由交通部高速铁路工程局转交交通部铁路改建工程局办理，于2011年1月2日正式通车。
2003年－2010年.2003年，在交通部不再主导台南都会区大众捷运系统推动的情况下，台南县政府