四期实施，自1983年开始动工、至2011年工程大致完成并全面通车。该专案也包括同步施作与台铁纵贯线共用路廊的台湾高速铁路台北路段。总工程经费为新台币1,741亿元。
沿革.早期台铁纵贯线在台北市区的路段均为平面设计，以平交道与市区道路交叉。随着战后台湾经济逐渐发展，使身为台湾政经中心的台北都会区交通运量日渐增加，但原有以平面铁路轨道行经的纵贯线铁路，与市区道路形成多处平交道，成为都市交通运输的重大阻碍。虽然台北东区大部分的平交道陆续以公路陆桥跨越铁路的方式改为立体交叉，但西区限于