集大原高铁起自北京至包头高铁乌兰察布站，经山西省大同市、朔州市、忻州市，接入大同至西安高铁原平西站，线路全长309公里，设计时速250公里，设乌兰察布、丰镇北、大同南、怀仁东、应县西、山阴南、朔州东、雁门关、原平西9座车站，其中，乌兰察布、大同南、原平西站为既有站，怀仁东站为既有改扩建车站，其余为新建车站。
集大原高铁纵贯恒山余脉，跨越桑干河、滹沱河等水系，地质环境复杂，施工难度大。目前，该线路满足高铁安全、稳定运营要求，具备开通运营条件。
集大原高铁最高时速按250公里运营。铁路部门将按照日常线、高峰线安排旅客列车开行，每日开行动车组列车最高达132列，均为跨线动车组，乌兰察布至大同南、原平西站最快分别40分钟、1小时43分钟可达；呼和浩特东至大同南、太原南站最快分别1小时19分钟、3小时12分钟可达，较目前动车组列车经呼和浩特至张家口、张家口至大同高铁运行，分别压缩1小时17分钟、1小时56分钟；太原至大同南站最快85分钟可达，较目前动车组列车经韩家岭至原平铁路运行压缩24分钟。
