鐵路地下化範圍北起臺南市大橋車站南端，南至大林路平交道以南，全長共約8.23公里，除臺南車站改建為地下車站外，另新增兩座通勤車站。

消除沿線9處平交道、8處地下道，及橋涵、陸橋等共23處立體橫交設施，改善市區交通壅塞、解決平交道造成的安全問題；增加2座通勤車站，提供便捷鐵路通勤服務​；優化市容及鐵路兩側都市均衡發展，提升都會區環境生活品質。