El estudio informativo de estostramos, que tienen una longitud proyectada de 104,9 y 21,09 kilómetros, respectivamente, fue licitado en noviembre de 2000, adjudicándose en marzo de 2001 a la empresa AEPO con un presupuesto de 831,787 millones de euros.

La alternativa seleccionada para el tramo de Alta Velocidad entre Valladolid y Burgos tiene un coste de 588,511 millones de euros, mientras que la del tramo Venta de Baños-Palencia supone un coste de 121,039 millones de euros.

Estas obras, incluidas dentro del Programa de Alta Vlocidad del Plan de Infraestructuras 2000-2007, permitirán unir por tren Madrid y Burgos en un tiempo de una hora y 15 minutos, y Madrid con Palencia en una hora y 10 minutos, como ya anunció el ministro de Fomento, Francisco Alvarez-Cascos. El trayecto entre Palencia y Burgos durará 15 minutos.

Actualmente, el tren más rápido cubre el trayecto Madrid-Valladolid-Burgos en tres horas y 25 minutos, y entre Madrid y Burgos, vía Aranda de Duero, en dos horas y 25 minutos. En el recorrido Madrid-ValladolidPalencia, la duración es de dos horas y 50 minutos; y en la relación Palencia-Burgos el mejor tiempo actual es de 41 minutos.