路线图：兰渝铁路基本上沿目前212国道，穿过洮河流域、白龙江流域入川，经嘉陵江流域到达重庆。

自兰州枢纽兰州东站引出，溯宛川河谷经金崖、杨家川，跨渭河经渭源至大草滩，以隧道群穿越渭河与洮河分水岭；经岷县穿越黄河与长江分水岭，而后线路靠山取直以隧道群避开岷县至陇南之间的崩塌、滑坡、泥石流等不良地质地段；沿小岷江、白龙江东岸至陇南市，避宝珠寺等梯级电站，以29.7公里长隧道穿越西秦岭，于洛塘河东岸以隧道穿越裕河、毛寨省级自然保护区南缘至广元市；经苍溪沿嘉陵江东岸行进，通过阆中、南部、南充、武胜至重庆枢纽 。

车站点：兰渝铁路北起兰州枢纽，向南经甘肃省榆中、渭源、漳县、岷县、宕昌、陇南，通过陕西省边界进入四川省，经广元、苍溪、阆中、南部、南充、合川接入重庆枢纽。

线路经过甘、陕、川、渝三省一市22个县，设兰州东、夏官营、张家庄、杨家川、渭源、大草滩、岷县、哈达铺、宕昌、沙湾、两水、陇南（汉王乡仓园附近）、桔柑、洛塘河、姚渡、羊木、广元、广元南、两河口、太公、苍溪、阆中、南部、龙桂、南充东、南充、南充西、李渡、武胜、渭沱、合川、北碚北、蔡家、重庆北34个车站。

南充东至高兴线设老君乡、兴隆、北城、岳池、广安南、中和、高兴7个车站。

其中区段站1个（广元南站），客运站1个（重庆北站），中间站19个，越行站20个。

兰州至重庆段，合川接轨方案线路长818.71公里。

为保证兰渝铁路发挥客货运双重重要作用，两端分别设置了兰州枢纽和重庆枢纽，另修建南充经广安至襄渝铁路高兴站的支线，建筑长度为89.345公里（单线）。