Theo quy hoạch hiện tại, đối với đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam, Hà Nội quy hoạch tuyến đường sắt này đi qua khu vực thành phố bắt đầu từ ga Hà Nội, đi theo hướng song song với đường sắt thống nhất hiện tại; đoạn từ ga Hà Nội đến ga Ngọc Hồi đi tách riêng hoặc đi trùng với đường sắt đô thị Tuyến số 1.

Về hệ thống đường sắt vành đai, Hà Nội ưu tiên xây dựng đường sắt vành đai nhánh phía đông bắt đầu từ ga Thạch Lỗi - Bắc Hồng - Đông Anh - Việt Hùng (Cổ Loa mới) - Yên Viên - Lạc Đạo - cầu Mễ Sở - Ngọc Hồi; xây dựng mới đường sắt vành đai nhánh phía tây bắt đầu từ ga Thạch Lỗi - cầu Hồng Hà - Phùng - Vân Côn - Ngọc Hồi đi dọc theo phía ngoài đường vành đai 4.

Bố trí một ga lập tàu hàng ngoài vành đai 4 tại khu vực huyện Thường Tín khi nhu cầu vận tải hàng hóa thông qua tuyến đường sắt vành đai tăng cao. Sau khi xây dựng một trong hai nhánh phía đông hoặc phía tây đường sắt vành đai, chuyển toàn bộ chức năng tuyến đường sắt vành đai hiện có thành đường sắt đô thị.

Đường sắt hướng tâm, thành phố quy hoạch 5 tuyến:

Trong đồ án Điều chỉnh Quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2045, tầm nhìn đến năm 2065,  TP Hà Nội đưa ra nội dung điều chỉnh quy hoạch như sau:

Về hệ thống đường sắt Quốc Gia, đối với đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam: Cập nhật, điều chỉnh, bổ sung các nội dung về hướng tuyến đã được thống nhất; mở rộng tổ hợp nhà ga Ngọc Hồi để tích hợp nhà ga, Depot, trạm bảo dưỡng… của các tuyến đường sắt Quốc gia, đường sắt tốc độ cao, đường sắt đô thị. Đường sắt tốc độ cao chỉ dừng ở ga Ngọc Hồi (không đi vào ga Hà Nội). Bổ sung một vị trí khu vực đô thị vệ tinh Phú Xuyên để phục vụ kết nối cảng hàng không thứ hai.

Mạng lưới đường sắt Quốc Gia: Không điều chỉnh hướng tuyến đường sắt vành đai, bổ sung ga đầu mối ga Yên Thường nằm trên địa bàn Hà Nội và Bắc Ninh; điều chỉnh điểm đầu đường sắt hướng tâm tại ga Lạc Đạo cho cả tàu khách và tàu hàng của tuyến Hà Nội – Hải Phòng; hệ thống các ga đường sắt Quốc gia: điều chỉnh bổ sung ga Yên Thường và điều chỉnh chức năng ga Bắc Hồng từ ga đầu mối thành ga trung gian, quỹ đất dư tại Bắc Hồng xem xét dành cho tổ hợp công nghiệp đường sắt.

Về mạng lưới đường sắt nội vùng: Cơ bản không điều chỉnh; bổ sung hạ tầng đường sắt kết nối với tỉnh Hòa Bình để tổ chức chạy tàu nội vùng; bổ sung tổ chức chạy tàu nội vùng kết nối với cảng hàng không thứ hai.