El nuevo trazado se proyecta en vía única electrificada de ancho mixto (dotada de tercer hilo) hasta las instalaciones auxiliares del puerto. La zona de actuación comprende un total de 5,6 kilómetros de longitud de plataforma ferroviaria en el que se construirán dos ramales diferenciados, que confluyen en un tercero, y que constituyen los enlaces para el acceso de la línea entre Valencia y Tarragona por los lados sur y norte hacia el puerto.

El primer ramal tiene una longitud de 4,6 kilómetros y cuenta con dos alineaciones rectas de 1,9 y 1,6 kilómetros, que discurren paralelas al polígono Camí La Mar y al viario Parc Sagunt I, respectivamente, para finalizar en el puerto.

El segundo ramal, de 501 metros de longitud, va desde la línea actual Valencia-Tarragona hasta el ramal 1. Está destinado al enlace para los trenes que circulan desde o hacia el sur por el lado de Valencia.

Por su parte, el tercer ramal tiene una longitud de 515 metros que van desde la línea actual entre Valencia y Tarragona hasta el ramal 1. Está destinado al enlace para los trenes que circulan desde o hacia el norte por el lado de Castellón.

El proyecto prevé la instalación de un escape que permita la conexión de las vías 2 y 6 de la estación de Sagunto, situadas en el lado norte.