Реализация программы предусматривается в два этапа. На первом этапе в 2012-2020 годах будут создаваться высокоскоростные магистрали на участках Москва – Санкт-Петербург (протяженность линии 658 км, время в пути 2 часа 30 мин.) и Нижний Новгород – Казань – Екатеринбург (1145 км, 4 часа 40 мин.). Планируется также организация скоростного движения на существующей железнодорожной инфраструктуре с максимальной скоростью 160-200 км/час как во внутрироссийских сообщениях: Москва – Ярославль (282 км, 2 часа 30 мин.) и Новосибирск – Омск (627 км, 5 часов 30 мин.), так и в международных: Москва – Минск – Варшава - Берлин (6 часов 30 мин – до Минска.) и Москва – Киев (856 км, 7 часов).
По экспертным оценкам, пассажиропоток высокоскоростных магистралей на направлениях Москва – Санкт-Петербург и Нижний Новгород – Казань – Екатеринбург может к 2020 году составить 8,6 млн человек. При этом особую актуальность проект создания сети высокоскоростных магистралей приобрел в свете проведения в России чемпионата мира по футболу в 2018 году. Железнодорожный транспорт может стать одним из основных способов доставки зрителей турнира.
На втором этапе реализации Программы в период 2021 – 2030 гг. предусматривается завершение формирования магистрали Москва – Екатеринбург посредством строительства участка Москва – Нижний Новгород и ответвления от Казани на Самару.
В результате реализации национальной программы развития скоростного и высокоскоростного движения в Российской Федерации в период 2012-2030 гг. общая протяженность таких линий на сети РЖД составит около 12 тыс. км. Пассажиропоток скоростными и высокоскоростными поездами составит около 32 млн человек в год. Общий объем инвестиций в инфраструктуру оценивается в 6,3 трлн рублей, в том числе в период до 2020 года – 2,5 трлн рублей.