深茂鐵路是廣東西部沿海高速鐵路（粵西沿海高速鐵路）的一部分，是國家規劃東北經沿海城市至海南三亞縱向沿海快速鐵路通道的一部分。
線路起於深圳市，途經廣州南沙、中山、江門、陽江，終於茂名市東站，東接廈深鐵路、贛深客專，西接茂湛鐵路、河茂鐵路，北接洛湛鐵路，全長為371.73公里，按國鐵I級、雙向電氣化規劃，初步設計時速為200公里，預留250km，總投資458.4億元人民幣。
江茂線
江門至茂名段正線起於江門市新會站，終於茂名站，全長265.539公里；設計行車速度200km/h；正線新建（特大、大、中）橋樑80座，長115.34公里，新建隧道17座，長9.798公里。
全線設車站12座，其中新建站10座，改建2座。新建牽引變電所6座。相關工程包括新建江門南貨車聯絡線、江門南至新會聯絡線、電白貨車疏解線和電白至茂名貨車疏解線4處聯絡疏解線，長度共計19.813公里。改建廣茂線4.0公里。工程計劃建設工期4年。
江茂線將定於2018年6月28日通車，在江門新會站通過廣珠城軌連接廣州。
2017年11月3日，中鐵第四勘察設計研究院《新建鐵路廣州樞紐丹灶至佛山西聯絡線及廣珠鐵路客運改造工程環境影響報告》正式出爐。報告書顯示，該工程建設總工期為3.5年深茂鐵路茂名方向將通過丹佛聯絡線引入廣州，還將改建鶴山站、新建西樵站。
新建丹灶至佛山西聯絡線不僅是深茂鐵路茂名方向引入廣州樞紐客車的主要經由，同時也是深茂鐵路深圳至江門段近期未建成前茂名方向引入深圳樞紐客車替代徑路的重要組成。
2017年11月27日，深茂鐵路江門至茂名段鋼軌鋪設已實現全線貫通，為2018年6月底深茂鐵路全線開通奠定基礎。
深江線
深圳至江門段起自深圳樞紐福田站，經東莞（虎門）、廣州（南沙）、中山 ，終至江門站（原江門南站），接江門至茂名段，深江段線路全長約115.78km。深圳至江門段共設9個車站，西麗、機場北、虎門南、南沙、中山、江門。其中，西麗、機場北為地下站，江門為地面站，其他車站均為高架站。另新建深圳樞紐內西麗站至廈深鐵路（坪山）站聯絡線44.4km，機場北（或機場東）至深圳北聯絡線21.5km，深茂鐵路至廣珠城際鐵路中山聯絡線19.6單線公里。
2017年8月，中鐵第四勘察設計院集團有限公司獲悉，受廣東深茂鐵路有限責任公司委託，該公司正在開展新建鐵路深圳至茂名鐵路深圳至江門段環境影響評價工作，並於近日對外發布了《新建鐵路深圳至茂名鐵路深圳至江門段環境影響評價第一次公告》。
深圳至江門段正線西進東出西麗站，同時與原有廈深鐵路平行直接修到深圳坪山站。
深圳至江門段將於2017年12月開建，2023年建成通車。
廣東西部沿海鐵路建成後，使粵西與粵港澳大灣區城市之間的聯繫更加密切。加大珠三角對粵西的輻射效能，也會使物質流、資金流、信息流西遷，對粵西經濟社會的發展產生重要影響。深茂鐵路分為主線、支線，其中支線途徑佛山，兩條線路採取並行運營方式。加上深中通道確定後可望縮短深茂線繞廣州東莞的距離直聯。
深茂鐵路將會與2018年8月開建的-廣湛高鐵的客流形成錯位運營，節省粵西民眾的出行時間。廣湛高鐵運行時速高達350公里，屆時從廣州到湛江，復興號運行只需2小時內直達，粵西人民將快速融入粵港澳大灣區 真正跨入高鐵時代！
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