兰渝铁路正线从甘肃陇南进入，青川姚渡镇是入川第一站，然后经羊木镇再到广元站，广元将有广元、广元西、广元南三个车站;再经元坝、苍溪、阆中、南部、南充，由武胜出川，再在重庆合川接遂渝铁路的合川站进入重庆。

兰渝铁路线路图

除了正线，兰渝铁路还有一条广安支线，计划从南充市达成铁路上的南充东站引出，经岳池、广安以后在华蓥高兴镇与襄渝线完成接轨。按照设计，主线的重庆至广元段时速为250公里/小时，其余主线线路和广安支线线路均为160公里/小时。