Die Neubaustrecke Hamburg-Hannover ist als Projekt bereits im Deutschlandtakt vorgesehen und ermöglicht Fahrzeiten von 59 Minuten (ohne Halt in Harburg) bzw. 63 Minuten (mit Halt in Harburg) zwischen Hamburg Hbf und Hannover Hbf. Der Trassenentwurf dieses Konzepts geht dabei aber weit über die Maßnahmen hinaus, die im Deutschlandtakt vorgesehen sind. Zuallererst wird durch die Stillhorner Elbquerung der Abschnitt zwischen Hamburg Hbf und Harburg beschleunigt, was im Folgeverkehr nach Hannover Zeitreserven freigibt. Diese Reserven wurden benutzt, um die Streckentrassierung auf 270 km/h auszulegen (statt der im Deutschlandtakt vorgesehenen 300 km/h) und dadurch die Lärmbelastung entlang der Strecke zu mindern.
Die Trasse verläuft entlang der BAB 7 von Hamburg nach Soltau. Von dort aus folgt sie der B3 Richtung Celle und fädelt nördlich des Celler Bahnhofs wieder in die Bestandsstrecke ein. Dabei folgt sie dem bereits durch das Bahnprojekt Hamburg/Bremen – Hannover identifizierten Grobkorridor.
Im Norden ist die NBS Hamburg-Hannover über ein Kreuzungsbauwerk südlich des Harburger Bahnhofs an diesen sowie die Stillhorner Elbquerung angeschlossen. Auf Höhe von Ramelsloh ist über eine Verbindungskurve die Anbindung der heutigen Gütertrasse von Maschen nach Buchholz vorgesehen. Nördlich und südlich von Soltau sind ebenfalls Abzweige vorgesehen, um eine Anbindung der Stadt an die schnellen Regionalverkehre zwischen Hamburg und Hannover zu ermöglichen. Zwischen Groß-Hehlen und Vorwerk fädelt die Neubaustrecke am Abzweig Celle Nord wieder in den Bestand ein, Züge nutzen ab Celle die Bestandstrasse nach Hannover.
Neben der Fahrzeitverkürzung für den Fernverkehr auf der Relation Hamburg-Hannover bietet die Strecke auch für Regionalverkehre in der Region große Vorteile. Zusätzlich zu den Fernverkehren kann auch eine schnelle Regionalverkehrslinie auf der der Strecke verkehren. Vergleichbare Verkehre finden bereits heute beispielsweise auf den Neubaustrecken zwischen Bamberg und Erfurt, Nürnberg und Ingolstadt sowie Stuttgart/Wendlingen und Ulm statt und werden dort von den Fahrgästen gut angenommen. Der schnelle Regionalverkehr ermöglicht neben einer verbesserten überregionalen Anbindung auch eine Anbindung der Kreise Winsen, Soltau und Celle an die beiden Oberzentren Hamburg und Hannover.
Des Weiteren wird durch den Bau der Neubaustrecke die Bestandsstrecke über Lüneburg und Uelzen durch den Entfall des Fernverkehrs signifikant entlastet. Die durch die Entlastung frei werdenden Fahrplanlagen ermöglichen auch auf der Bestandsstrecke ein verbessertes Angebot im Nahverkehr mit kürzeren Reise- und besseren Taktzeiten. Die Fernverkehrsanbindung von Lüneburg und Uelzen wird durch ein stündlich verkehrendes Zugpaar weiterhin gewährleistet, Celle gewinnt darüber hinaus noch ein zweistündlich verkehrendes Zugpaar hinzu.
Als Regionalverkehrshalte sind vorgesehen:
- Seevetal Süd
- Lüneburger Heide
- Bispingen
- Heide Park
- Soltau Hbf
- Bergen
Um verbesserte Umsteigebeziehungen am Heidekreuz in Soltau und die Anbindung an die NBS Hamburg-Hannover ermöglichen zu können, ist eine Neuordnung des Bahnknotens Soltau vorgesehen. Der Hauptbahnhof in Soltau wird 2 km östlich des derzeitigen Standorts als Turmbahnhof mit 6 Bahnsteiggleisen neu errichtet. Auf der unteren Ebene befinden sich an der heutigen Strecke 2 Bahnsteiggleise, die die Verkehre der Amerikalinie Uelzen – Soltau – Langwedel aufnehmen. Die obere Ebene bietet 4 Bahnsteiggleise, von denen 2 den Verkehr auf der Heidebahn Buchholz – Soltau – Bennemühlen abwickeln. Die übrigen zwei Gleise mit einer Bahnsteiglänge von 400 Metern werden vom Regional- und Fernverkehr der NBS Hamburg-Hannover verwendet.
Um die obere Ebene aus Richtung Norden anbinden zu können, wird zwischen Hambostel und Soltau Nord eine Verbindungsspange errichtet, über die die Züge aus Lüneburg und von der NBS verkehren.