鄯善—敦煌铁路项目为国家2016年版中长期铁路规划项目，目前项目建议书已编制完成，正在进行前期立项工作。近期，项目前期工作有了进一步的进展，或有望纳入国家“十五五”铁路规划。
2024年8月，吐鲁番市人民政府与陕西建工控股集团有限公司举行“鄯善至敦煌铁路”项目合作签约仪式。2024年11月，新疆维吾尔自治区发展改革委发布《2024年第三季度向民间资本推介项目清单》，鄯善—敦煌铁路纳入14个重点推介项目之一。项目总投资198.82亿元，是本次清单里投资金额最大的项目。主要新建正线长度581.3公里，新建兰新线红旗坎站上行疏解线8.5公里。其中，在吐鲁番市鄯善县境内线路长度105.9公里、哈密市伊州区境内线路长度318.35公里、敦煌市境内线路长度157.05公里。2025年1月，国家铁路局规划与标准研究院联合铁一院、铁五院组成专题调研组赴甘肃省和酒泉市开展调研，各方就甘肃省和酒泉市“十五五”铁路发展重点达成了初步共识。其中明确提出：加快推进梧桐水经明水至红沙梁、红沙梁经大庄子至武威、鄯善经敦煌经镜铁山至木里等疆煤外运铁路通道前期研究工作。
项目早在2010年就启动了勘察设计前期工作。线路西起新疆吐鲁番鄯善县，向东经吐、哈地区的沙尔湖矿区、大南湖矿区、甘肃敦煌市的方山口矿区至本项目终点敦煌市。
该线是西北地区区域性路网干线铁路，是规划的疆煤东运“一主两翼”通道中南翼通路的重要组成部分。
它的建设将连接区域内兰新线和敦格线、青藏线及规划的格尔木至成都铁路，对优化完善西北地区铁路网布局、提高路网运输效率及机动灵活性具有重要意义。
