臺中市都市空間朝向多核心發展，市府提出大臺中山海環線計畫包含山線高架延伸烏日、海線雙軌暨部分高架化及甲后線，強化山、海線地區交通聯繫，促進都市空間縫合及提升鐵路運能，帶動大臺中都市發展向前躍進。

山海環線計畫包含山線高架延伸烏日、海線雙軌暨部分高架化及甲后線：
「大坑延伸段」規劃由捷運綠線舊社站(103)延伸至大坑經補庫地區，路線長2.49公里並增設2座高架車站。

1. 「山線高架延伸烏日」：延續臺中鐵路高架捷運化，山線鐵路高架化由大慶站南延至烏日站，改建烏日高架車站，總長約3.7公里。
2. 「海線雙軌暨部分高架化」：規劃大甲至沙鹿雙軌高架化，沙鹿以南至追分則為平面雙軌，大甲站、清水站、沙鹿站改建為高架車站，高架段長10.9公里、平面段長15公里。
3. 甲后線：連結海線大甲站及山線后里站，共增設3座車站，總長約14.3公里。

本府目前正依交通部111年6月6日審查意見修正報告書中，將盡速完成修正提報中央審意。考量鐵路系統屬於中央的財產，產權及營運皆歸屬於中央，本府將積極向爭取中央比照臺中都會區鐵路高架捷運化計畫，由中央全額負擔及興建。