สถานีอุดมสุขจะมีการต่อขยายสถานีเพิ่มเติม เพื่อรองรับส่วนต่อขยายสายบางนา - ท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ ด้านทิศใต้ได้ในอนาคต โดยปัจจุบันกรุงเทพมหานครได้ก่อสร้างตอม่อรูปตัวยูคว่ำตั้งแต่แยกบางนาจนถึงซอยสุขุมวิท 70/2 รวมถึงวางรางสับหลีกก่อนเข้าสถานีอุดมสุข และรางแยกบริเวณด้านหน้าคอนโดมิเนียมเดอะสกาย สุขุมวิท และพื้นที่ก่อสร้างศูนย์การค้า Bangkok Mall เพื่อเตรียมรับการก่อสร้างเส้นทางนี้เป็นการเพิ่มเติม

แผนงานเบื้องต้น รถไฟฟ้าสายนี้จะนับเป็นสายที่ 3 ของโครงการรถไฟฟ้าเฉลิมพระเกียรติฯ หรือรถไฟฟ้าบีทีเอสในปัจจุบัน มีจุดเริ่มต้นจากสถานีอุดมสุข เลี้ยวเข้าถนนบางนา-ตราด จากนั้นวิ่งต่อไปบริเวณช่องว่างระหว่างถนนบางนา-ตราดและทางคู่ขนานถนนบางนา-ตราดไปจนถึงกิโลเมตรที่ 14 จะมีสถานีแยกทางระหว่างไปสิ้นสุดที่หน้ามหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ กับเลี้ยวซ้ายเข้าถนนเทพรัตน-สุวรรณภูมิ ผ่านหน้ามหาวิทยาลัยเกริก และสิ้นสุดที่อาคารผู้โดยสารฝั่งใต้ของท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ เป็นอันสิ้นสุดเส้นทาง

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันแผนการพัฒนาท่าอากาศยานสุวรรณภูมิไม่ได้เป็นไปตามแผนเนื่องจากขีดจำกัดของอาคารผู้โดยสารหลังปัจจุบัน จึงมีการเร่งการก่อสร้างในส่วนของอาคารผู้โดยสารหลังที่ 2 บริเวณปลายอาคารเทียบอากาศยาน A เพื่อรองรับจำนวนผู้โดยสารเพิ่มเติม ส่วนการพัฒนาอาคารผู้โดยสารฝั่งใต้ ปัจจุบันได้มีการออกแบบใหม่ทั้งหมด โดยเพิ่มส่วนของสถานีและชานชาลาของสถานีรถไฟฟ้าสายนี้บริเวณชั้นใต้ดินของอาคารผู้โดยสารฝั่งใต้ ในขณะที่ตัวโครงการมีข้อกังขาระหว่างกรุงเทพมหานครและกรมทางหลวงชนบทในเรื่องของการใช้พื้นที่ถนนเทพรัตนในการก่อสร้างโครงการ รวมถึงยังมีการศึกษาในการเปลี่ยนสถานีปลายทางจากอุดมสุขเป็นสถานีแห่งใหม่บริเวณด้านหน้าสำนักงานเขตบางนาและศาลจังหวัดพระโขนง และการศึกษาในการต่อขยายไปยังสถานีแม่น้ำ และยกระดับเป็นเส้นทางรถไฟฟ้ารางหนัก เพื่อลดภาระของรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิแทน