Dự án có tổng mức đầu tư tương đương 9.284 tỷ đồng (37,153 tỷ Yên Nhật và 1.054 tỷ đồng) với quy mô bao gồm: khôi phục 44 cầu (với tổng chiều dài là 6.553m cầu) và 45.078 km đường sắt hai đầu cầu; nâng cấp, cải tạo, làm mới 22 đường ngang; xây mới 3 cầu chui và 24 cống hộp chui dân sinh; nâng cấp, cải tạo, làm mới 15 đường chui dưới cầu; xây mới 2 cầu vượt tại phía Nam ga Ninh Bình và phía Nam cầu Đò Lèn; xây dựng mới ga Ninh Bình; mua sắm 12 chủng loại máy móc, thiết bị phục vụ duy tu, bảo dưỡng cầu, đường sắt.
Mục tiêu của Dự án là nâng cao an toàn chạy tàu của ngành đường sắt trong quá trình vận hành, khai thác; nâng cao an toàn cho các hoạt động giao thông khác và dân sinh hai bên đường sắt trong phạm vi dự án; rút ngắn hành trình các đoàn tàu trên tuyến đường sắt Hà Nội - TP.HCM.
Bộ Giao thông vận tải cho biết, Dự án có 12 gói thầu sử dụng vốn ODA, trong đó bao gồm 9 gói thầu xây lắp, 2 gói thầu tư vấn và 1 gói thầu mua sắm hàng hóa. Các gói thầu sử dụng vốn đối ứng là các công tác phục vụ thi công các hạng mục xây lắp chính của Dự án như giải phóng mặt bằng, rà phá bom mìn, di dời hệ thống thông tin tín hiệu đường sắt và bảo hiểm công trình.
Dự án có sử dụng nhiều công nghệ mới, lần đầu tiên áp dụng trên các tuyến đường sắt của Việt Nam như ray hàn liền, ray hàn liền liên kết trực tiếp trên dầm thép, cầu đường sắt bê tông cốt thép dự ứng lực bằng công nghệ đúc hẫng có ray liên kết với dầm bê tông bằng hệ thống liên kết đặc biệt không dùng đá balát giúp tàu chạy êm thuận, ít rung lắc. Đường dẫn hai đầu cầu một số đoạn được xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cọc xi măng trộn sâu CDM-LODIC theo công nghệ Nhật Bản. Các công nghệ mới này đều là các công nghệ lần đầu tiên được áp dụng cho các cầu trên tuyến đường sắt Hà Nội - TP.HCM.
