接台中线（山线）、海岸线（海线），再与成追线构成环状铁道，并将山线铁路高架化，自丰原车站到大庆车站，再往南延伸至规划中三大副都心之一的乌日区，将多核心都市发展南延至大庆乌日。另将规划海线全线双轨及部分高架衔接海线副都心，沿线由南往北成功、追分、大肚区、龙井区、沙鹿区、清水区、台中港、大甲区，全线提升轨道旅运容量，一路环绕至衔接甲后线，使山手线带动山线与海线城市间彼此通勤、文化、观光游憩及营造具地方特色的环城铁路路廊。经可行性研究计画总经费约新台币961亿元，其中自偿经费（可创造之外部效益）约153.76亿元