雅安康定段、康定林芝段修建前，川藏铁路副总体设计负责人夏烈在2018年初发表的一篇论文中对建设方案进行了比较，做出结论：“川藏铁路地形起伏剧烈、地形困难、地质复杂、长大隧道众多、车站设置条件差，远期增建二线极为困难，有必要按一次性双线铁路建设。同时，鉴于川藏铁路交通廊道的重要性，宜按高标准200km/h动车进藏考虑。24‰限坡方案投资虽然较多，但安全性高、运营维护成本低、运输组织灵活，本文暂推荐采用24‰方案。”[22]
引入成都枢纽天府至朝阳湖段
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川藏铁路引入成都枢纽天府至朝阳湖段是川藏铁路通道的重要组成部分，对于充分发挥川藏铁路国家战略大通道功能，保障川藏铁路建设物资供应，提升成都铁路主枢纽能力具有重要意义。线路起于在建成自铁路天府站，经四川天府新区，成都双流区、新津区，眉山市彭山区，成都市邛崃市、蒲江县，止于既有成雅铁路朝阳湖站。项目新建正线（双线）80.281km，同时设有与成昆铁路普兴站上行联络线4.656km、下行联络线4.776km，与成昆铁路昆明方向上行联络线2.071km。项目为国铁I级铁路，客货共线，电力牵引，正线设计行车速度160km/h，有砟轨道；全线桥梁64.38km/55座（特大桥梁57.63km/25座、大中桥梁6.75km/30座）、隧道2.95km/6座（均为中短隧道）、车站4座（新建新津南、寿安和蒲江站，改建普兴站），线路所3座，不包括牵引变动所等涉及电磁影响的建设内容。项目建设总投资预计126.2亿元，其中环保投资约为3.6亿元。预计将于2025年内建成。[23]
2022年6月30日，国铁集团联合四川省政府批复川藏铁路引入成都枢纽天府至朝阳湖段可行性研究报告。[24][25]9月12日，四川省生态环境厅批复项目环境影响报告书。[26]9月，国铁集团联合四川省人民政府批复项目初步设计。[27]12月1日，工程开工建设。[28]
成都至雅安段
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参见：成蒲铁路和成雅铁路
成雅铁路朝阳湖至雅安段与成蒲铁路将共同组成成雅铁路客运通道。
川藏铁路成都至雅安段即成雅铁路，全长94公里，由成都枢纽成都西站引出，至蒲江站这一段为成蒲铁路。在朝阳湖站连接川藏铁路成雅段，经名山至雅安市雨城区的雅安站，长41.48公里，电气化，国铁I级，成都至朝阳湖段设计时速200km/h，朝阳湖至雅安段为双线、设计速度160km/h。工程已于2010年11月10日开工建设[29]。雅安市金鸡关山的金鸡关1号隧道是川藏铁路出成都平原后的第一座隧道，全长480米，2015年9月26日完工。2018年8月7日成雅铁路单线长钢轨铺通，计划在8月20日实现双线铺通。
成雅铁路于2018年12月28日开通[30]；2019年1月5日0时起，全国铁路将实施新的列车运行图，其中新增成都至雅安铁路安排动车组列车日常线10对、周末线3对、高峰线2对[31]。
雅安至林芝段
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川藏铁路雅安至林芝段全长1019公里，其中西藏段540公里、四川段479公里。由成雅铁路雅安站引出，至拉林铁路林芝站。线路为国铁I级双线电气化干线铁路，设计时速120-200km/h，设站26座，最小曲线半径一般3000米，困难地段2800米，最大坡度30‰。[32]雅安至林芝段经过四川盆地、川西高山峡谷区、川西高原区、藏东横断山区和藏南谷底区，海拔高差超过4000米，桥隧总长度达到958公里，桥隧比为95%。雅林段计划新建隧道72座，总长度838公里，其中最长的为位于林芝波密的易贡隧道，长42.5公里。线路计划投资3198亿元人民币，全部由中央人民政府出资[33]。
2020年9月29日，川藏铁路雅安至林芝段可研报告获中共中央、国务院批准[32]。
2020年11月8日，川藏铁路雅安至林芝段开工动员大会在北京、川藏铁路控制性工程色季拉山隧道和大渡河特大桥三地以视频连线的方式同时进行。中共中央总书记习近平和国务院总理李克强分别作出指示和批示，中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤宣布该段开工建设[34]。
2021年12月13日和14日，川藏鐵路四川段和西藏段的全線建設現場推進會分別在甘孜州康定市和昌都市舉行，川藏鐵路進入全線開工建設階段，计划于2032年完工。[35][36]
林芝至拉萨段
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参见：拉林铁路
川藏铁路林芝至拉萨段即拉林铁路，全长435公里，从拉日铁路协荣站引出，目前为单线电气化，计划于2025年前启动复线扩能改造并与雅林段同步完成。建设中同步对拉日铁路拉萨至协荣段32公里进行电气化改造。拉林铁路设计速度160km/h，于2010年4月进入预可行性研究阶段，2014年10月获国家发改委批复，于2014年12月19日开展控制性工程建设[37]，并于2015年6月28日全面开工建设。2017年11月28日路基主体工程完成[38]。2019年9月2日，川藏铁路林芝至拉萨段铺轨进行到泽当站[39]。2020年4月7日，拉林铁路全线所有隧道贯通[40]。2020年7月4日，16座跨雅鲁藏布江大桥全部架设完成[41]。2020年9月20日，拉林铁路铺轨至藏木大桥[42]。2020年10月19日，拉林铁路铺轨至达嘎拉隧道，全线铺轨任务完成59.65%[43]。2020年12月31日，拉林铁路铺轨完成[44]。2021年4月1日，全线轨道焊接完成，进入静态验收阶段[45][46]，2021年6月25日建成通车[47]。
拉林铁路在修建过程中为考虑到沿线农牧民出行，全线将新建34个车站。