梅汕高铁起于梅州，自规划中的广梅汕铁路扩能新双线梅州西站引出，经丰顺、揭阳，接厦深高铁潮汕站，经厦深铁路汕头联络线引入汕头火车站。线路北部与既有漳龙铁路、规划的广梅汕铁路扩能工程惠州至梅州段新双线(梅惠高铁)、鹰梅铁路、浦梅铁路衔接，南部与厦深铁路衔接。

梅汕高铁线路走向：

梅州段：线路北部与既有漳龙铁路、规划的广梅汕铁路扩能工程惠州至梅州段新双线(梅惠高铁)、鹰梅铁路、浦梅铁路衔接，自规划的梅州西站(梅县区南口镇南龙村附近)引出，经梅县区、丰顺进入揭阳，在梅县区畲江设畲江北站(梅县区畲江镇衫里村)，丰顺设丰顺东站(汤坑镇丰顺站东侧)，并在丰顺县建桥镇预留建桥站(预留跨行站)。

揭阳段：经玉湖、新亨、锡场、炮台后接厦深高铁，在锡场设揭阳北站(揭东区锡场镇)，该段又包含广梅汕铁路揭阳段改线工程，在潮汕机场南侧设潮汕机场站。

潮州段：接入厦深高铁潮汕站。