ミニ新幹線
車両に搭載する機材は、フル規格区間とミニ新幹線区間の両方に対応する必要があり、車両コストが増加する。1988年(昭和63年)現在でミニ新幹線車両の定員1人当たりの車両費は、フル規格新幹線車両の約1.6倍、在来線車両の約3倍と想定されていた。
建設費用対効果が低い傾向にある。 "高規格専用線を改めて建設すること"に比べれば安価である一方で、標準軌化は全く高速化に寄与しないコストである。また、全線を一度に工事しなくてはならないため一度の投資額が大きく金利コストがかさむ。これに対し狭軌のままで同様の線形改良や軌道強化を行えば、さらに安価かつ交通の分断を伴わず高速化を実施できる。また、交通を分断しないため「少しずつ」改良することも可能であり、一度に大きな資金を用意する必要もない。
ミニ新幹線区間での速度向上効果は限定的。 最高速度・曲線通過速度ともに当該線区の在来線としての規格に制限されるため、ミニ新幹線区間における時間短縮は改軌に付随して行われる線形改良や軌道強化の度合いに依存する。
標準軌方式 - 速度向上が見込め、狭軌との軌道中心線が一致するので在来の地上施設を有効に活用できる一方、狭軌車両が走行できない。 三線軌方式 - 狭軌、標準軌双方の車両が走行できるが、軌道中心線がずれるので、ホームやトンネル、橋梁といった構造物の改良が必要。複雑な三線軌分岐器が必要となる。 四線軌方式 - 狭軌、標準軌双方の車両が走行できるが、軌道の中心線が一致するので在来の地上施設を有効に活用できる一方、かなり複雑な四線軌分岐器が必要。 標準軌・狭軌単線並列方式 - 工事費が廉価で複線区間のみ適用する。輸送量の多い線区では適用できない。
これらのうち、1983年(昭和58年)、国鉄は軌道側で対応することにした。山形新幹線とその新庄延伸・秋田新幹線では標準軌方式を基本としつつ、各線の状況をや輸送を考えて三線軌方式、標準軌・狭軌単線並列方式を一部に取り入れた。利点および欠点は下記のとおりである。
1981年9月27日 - フランス国鉄SNCFが新在直通高速鉄道TGVを開業させる
1983年(昭和58年)10月10日 - 日本国有鉄道内で検討を開始
1986年(昭和61年) - 運輸省が検討を開始
1987年(昭和62年) 4月1日 - 国鉄分割民営化 月日不明 - 山形新幹線(福島 - 山形間)がモデル線区に選定
1988年(昭和63年) 4月 - 4月山形県とJR東日本等が山形新幹線向けリース会社山形ジェイアール直行特急保有株式会社を設立 8月 - 大蔵省主計官の整備新幹線建設非難を発端とする膠着状態に対し、運輸省がフル規格新幹線、ミニ新幹線、スーパー特急の組み合わせで打開
1990年(平成2年)- 山形新幹線向け車両400系試作車落成
1991年(平成3年)9月29日 - 400系、上越新幹線内にて高速度試験を実施。345km/hを記録