Et forslag innebærer at banen skal gå i tunnel fra Stavanger under Boknafjorden til Haugesund og deretter fortsette til Stord via en undersjøisk tunnel. Fra Stord vil den gå i bro over Langenuen til Tysnes og videre til Eikelandsosen i Fusa. Her vil den møte en ny trasé av Bergensbanen som fortsetter til Bergen stasjon. Fra Fusa vil Bergensbanen fortsette til Voss via Norheimsund, mens Sørlandsbanen vil fortsette til Kristiansand fra Stavanger. Vestlandsbanen er ikke del av Jernbaneverkets høyhastighetsutredning.