Le projet retenu prévoit la création d’une double voie d’environ 13 kilomètres. Il comprend une première section à ciel ouvert depuis Morges en direction de Genève jusqu’au secteur du Boiron, suivie d’un tunnel d’environ dix kilomètres reliant cette zone au lieu-dit du Chêne, à Perroy. Une dernière portion en surface est également prévue à l’arrivée.
Ce tracé de référence est présenté comme un compromis permettant de limiter l’impact sur les zones habitées, les terres agricoles et les infrastructures existantes. La part souterraine, qui représente environ 75 % du parcours, doit également faciliter le maintien de l’exploitation de la ligne actuelle pendant les travaux, sur un axe parmi les plus fréquentés du pays.
Ce nouveau tronçon doit notamment permettre d’augmenter la fréquence des liaisons entre Genève et Lausanne, avec un objectif de cadence au quart d’heure pour les RegioExpress et InterCity, ainsi qu’une desserte plus régulière du réseau RER Vaud entre Lausanne, Morges et Allaman.
