地下化系统，经费新台币293.6亿元，设有3座地下车站，台南、林森以及南台南。原预定于2017年12月完工，但由于计画引起部分拆迁户反对，此计画延宕至2017年3月15日正式动工，目前施工中，预计于2024年切换地下通行，全线2026年7月完工。目前台南市政府正在向中华民国交通部争取地下化到永康，并计划增加永康、康桥及大桥3座地下车站。本案计画从台南市永康区中华路路桥南方约400公尺（大桥车站南方）至生产路南方约1.4公里、全长为8.23公里的铁路改为地下化，其中隧道长度为6.61公里，引道长度则为0.