张集铁路东端始自河北省张家口市境内的孔家庄站，经万全县、尚义县进入内蒙古自治区境内；经内蒙古自治区兴和县、察哈尔右翼前旗、乌兰察布市集宁区，止于集宁南站。该条铁路是中华人民共和国成立初，第二个五年计划时期规划建设的铁路项目。建设该线是为了缩短张家口与集宁间运输里程，分担京包铁路直通货流，可比绕行大同缩短行车距离111公里。1958年初开始施工准备，原计划线路为起自京包铁路郭磊庄站西，与京包铁路分线，经羊窖沟、兴和至集宁南站。线路郭磊庄至羊窖沟间经东洋河左岸台地，地势较为平坦。羊窖沟至兴和间进入东洋河河谷左岸