สำนักงานนโยบายและแผนการขนส่งและจราจร (สนข.)ได้มีการศึกษาการปรับปรุงและสร้างทางในแนวเส้นทางรถไฟสายแม่กลอง[8]โดยจะก่อสร้างผ่านจังหวัดสมุทรสาคร สมุทรสงคราม และราชบุรี โดยที่จังหวัดสมุทรสาครจะก่อสร้างข้ามแม่น้ำท่าจีนด้วย และคาดว่าจะใช้แนวทางเลือกที่ 4 คือเป็นเส้นทางเลี่ยงตัวเมืองจังหวัดสมุทรสาคร โดยเบี่ยงแนวออกจากแนวของรถไฟเดิมประมาณ กม.31 ระหว่างสถานีรถไฟบ้านขอมและสถานีรถไฟคลองจาก ยกระดับข้ามถนนเอกชัย และเบี่ยงแนวเข้าไปตามแนวเส้นทางของถนนพระราม 2 บริเวณกม.26+800 ถึง กม.32+160 แล้วเบี่ยงแนวออกทางซ้ายเพื่อตรงไปเชื่อมกับแนวเส้นทางรถไฟเดิม

ขณะที่จังหวัดสมุทรสงครามจะก่อสร้างข้ามแม่น้ำแม่กลอง ซึ่งคาดว่าจะใช้ทางเลือกที่ 3 คือเป็นเส้นทางที่เลี่ยงตัวเมืองสมุทรสงคราม โดยเบี่ยงแนวออกจากแนวของรถไฟเดิมประมาณ กม.66 หลังจากผ่านสถานีรถไฟบางกระบูน ซึ่งจะเป็นทางรถไฟยกระดับไปตามแนวทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 325 เพื่อข้ามคลองแม่กลอง และทางหลวงหมายเลข 325 บริเวณที่จะแยกไปอำเภอดำเนินสะดวกประมาณ กม.40+850 และข้ามแม่น้ำแม่กลอง

จากนั้นจะลงสู่ระดับพื้นดินเพื่อเชื่อมต่อกับเส้นทางรถไฟที่จะก่อสร้างใหม่ และเชื่อมต่อกับสถานีรถไฟปากท่อ จังหวัดราชบุรี ซึ่งจะก่อสร้างรถไฟขนานไปกับแนวทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3093 และจะมีการก่อสร้างสถานีรถไฟใหม่เพิ่มขึ้นอีก 3 สถานีในช่วงนี้ คาดว่าโครงการนี้จะมีมูลค่าทั้งหมดประมาณ 42,243 ล้านบาท[9]

ชื่อสถานีที่มีการศึกษาและระยะทางที่ห่างจากสถานีกลางบางซื่อ[10]