本計畫係新建雙軌電氣化鐵路，連結新竹市區之臺鐵新竹車站與新竹縣竹北市之高速鐵路新竹車站，提供旅客快速轉乘進出新竹市區。本計畫保留臺鐵內灣鐵路支線竹中車站至內灣車站平面單線鐵路，改善範圍為內灣鐵路支線新竹車站至竹中車站，再向北沿高速鐵路西側新建鐵路至高鐵新竹車站，全長約11.1km，沿途新建北新竹站、千甲站、新莊站、竹中站及六家站等共五處高架車站，採高架方式共消除新竹站至竹中站間8處平交道，此外並包含內灣鐵路支線竹中站至內灣站間號誌改善。