按照初步设计，集宁经大同至原平高铁起自乌兰察布站，经内蒙古自治区乌兰察布市，山西省大同市、朔州市、忻州市，接入大同至西安高铁樊家庄线路所，新建线路全长约269.6公里，设8座车站，其中乌兰察布、大同南站为接轨站。铁路等级为双线高速铁路，设计速度250公里/小时项目，总投资约339.3亿元，项目建设工期4年。