Theo báo cáo của Bộ GTVT, tuyến đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc Nam đã được đề cập từ Quy hoạch tổng thể phát triển GTVT tới năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030.
Đối với tỉnh Quảng Bình, hướng tuyến dự án đoạn từ Đèo Ngang đến TP Đồng Hới được nghiên cứu đề xuất theo hướng: Sau khi vượt Đèo Ngang bằng công trình hầm, tuyến đi men theo hồ Vực Tròn về phía Đông, qua khu vực thưa dân cư, vượt Quốc lộ (QL) 12A, sau đó vượt sông Gianh tại vị trí cách cầu Gianh của QL1 khoảng 6,3 km về phía thượng lưu, đi về phía Đông tránh hồ Vực Nồi, vượt tỉnh lộ 2B và đường sắt hiện tại thuộc các huyện Quảng Trạch, Bố Trạch.
Phạm vi TP Đồng Hới tuyến đi phía Tây, ngoài tuyến tránh và tiếp cận ga Đồng Hới tại xã Nghĩa Ninh, TP Đồng Hới.
Đoạn từ TP Đồng Hới đến hết tỉnh Quảng Bình (qua địa phận các huyện Quảng Ninh, Lệ Thủy): Hướng tuyến đường sắt tốc độ cao qua ga Đồng Hới, vượt đường sắt hiện tại, vượt sông Rào Luy, tỉnh lộ 4B, qua Khu Công nghiệp Tây Bắc Quán Hàu, vượt sông Nhật Lệ tại vị trí cách cầu Nhật Lệ của khoảng 700 m về phía thượng lưu. Sau đó tuyến đi về phía Nam, vượt sông Kiến Giang tại vị trí cách cầu Trung Quán khoảng 1,1 km về phía Tây, vượt đường sắt hiện tại và tỉnh lộ 16, qua khu vực thưa dân cư, đất nông nghiệp, vùng đồi thấp các huyện Quảng Ninh, Lệ Thủy sang địa phận tỉnh Quảng Trị.
Vị trí nhà ga trên tuyến đường sắt tốc độ cao qua tỉnh Quảng Bình được lựa chọn đặt ở phía Tây Nam TP Đồng Hới, thuộc phường Nghĩa Ninh.
Trước đó, năm 2021, UBND tỉnh Quảng Bình đã có văn bản đề nghị Bộ Kế hoạch và Đầu tư, Bộ GTVT chỉ đạo Tư vấn thiết kế xem xét, nghiên cứu thống nhất lựa chọn phương án tuyến tối ưu. Tại Thông báo Kết luận số 2956/TB-BKHĐT ngày 18/4/2023 của Bộ Kế hoạch và Đầu tư đã thống nhất đề xuất hướng tuyến cuối cùng với địa phương theo hướng đảm bảo khai thác được tiềm năng, lợi thế, phát triển hạ tầng giao thông, không gian đô thị, tạo động lực cho sự phát triển kinh tế - xã hội, nhất là phát triển du lịch của địa phương.
Theo Thứ trưởng Bộ GTVT Nguyễn Danh Huy, việc lựa chọn hướng tuyến và vị trí nhà ga đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc Nam quan tỉnh Quảng Bình phải dựa trên cơ sở tầm nhìn lâu dài, phù hợp với các định hướng quy hoạch của địa phương đã được phê duyệt. Bộ GTVT đang tiếp thu, tổng hợp ý kiến đề xuất của tỉnh Quảng Bình và sẽ sớm có văn bản gửi UBND tỉnh đối với việc thống nhất phương án lựa chọn hướng tuyến và vị trí nhà ga.
