แนวเส้นทางมีจุดเริ่มต้นจากสถานีลาดพร้าว อันเป็นจุดเชื่อมต่อกับรถไฟฟ้ามหานคร สายเฉลิมรัชมงคล มุ่งหน้าไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ตามแนวถนนลาดพร้าว ข้ามทางพิเศษฉลองรัช เชื่อมต่อกับรถไฟฟ้าสายสีเทาส่วนเหนือ ที่สถานีลาดพร้าว 71 จากนั้นมุ่งหน้าต่อจนถึงแยกบางกะปิโดยทางวิ่งจะซ้อนกับสะพานข้ามแยกบางกะปิ จากนั้นแนวเส้นทางจะเบี่ยงลงทิศใต้ตามแนวถนนศรีนครินทร์ เชื่อมต่อกับรถไฟฟ้ามหานคร สายสีส้มและรถไฟฟ้าสายสีน้ำตาลที่สถานีแยกลำสาลี จากนั้นมุ่งหน้าข้ามทางหลวงพิเศษหมายเลข 7และทางรถไฟสายตะวันออก เชื่อมต่อกับรถไฟฟ้าแอร์พอร์ต เรล ลิงก์ และรถไฟฟ้าชานเมือง สายนครวิถี ที่สถานีหัวหมาก จากนั้นมุ่งหน้าลงใต้จนถึงแยกศรีเอี่ยม แนวเส้นทางจะเบี่ยงไปใช้พื้นที่ของสำนักงานทางหลวงที่ 13 แขวงทางหลวงสมุทรปราการ เพื่อเข้าสู่สถานีศรีเอี่ยม ซึ่งตั้งอยู่ข้างอาคารจอดแล้วจรเชื่อมต่อกับรถไฟฟ้าสายสีเงิน จากนั้นมุ่งหน้าลอดใต้ทางพิเศษบูรพาวิถีข้ามถนนเทพรัตน เข้าสู่พื้นที่จังหวัดสมุทรปราการจนถึงแยกศรีเทพา แนวเส้นทางจะเบี่ยงขวาเข้าถนนเทพารักษ์ และสิ้นสุดเส้นทางที่สถานีสำโรง อันเป็นจุดเชื่อมต่อกับรถไฟฟ้าบีทีเอส สายสุขุมวิท รวมระยะทาง 30.4 กิโลเมตร