线路自既有滨绥铁路牡丹江站引出，经穆棱、下城子、绥阳至边境口岸城市绥芬河。总长度138公里，投资108亿元人民币。设计速度为每小时200公里，全线为双线电气化铁路。规划运力客车40对/日、货运5000万吨/年。铁路设牡丹江、爱河、磨刀石、穆棱、细鳞河、绥阳、绥芬河七个车站，工程投资106.2亿元。牡丹江至绥芬河间单程耗时将由近4个小时缩至1个小时。工程于2015年底完工，并于2016年初开通运营。
未来扩展及连接其他城市.牡绥铁路将连接哈牡客运专线至哈尔滨市。