La nueva línea tendrá cuatro nuevas estaciones soterradas en los barrios de Otxarkoaga, Txurdinaga, Zurbaranbarri y Uribarri y dos más a cielo abierto, la de San Antonio de Etxebarri, también de nueva construcción, y la de Casco Viejo, que será remodelada. El plazo total estimado para la ejecución de la nueva conexión ferroviaria es de 38 meses.
La longitud total del trazado es de 5.752 metros, de los que 4.352 metros discurrirán en túnel de vía doble, 223 metros en falso túnel y 487 metros a cielo abierto. De las estaciones contempladas, la del Casco Viejo será remodelada para mejorar los accesos y recorridos de intercambio entre los andenes de EuskoTren y Metro Bilbao. La obra implica la demolición del edificio por el que se accede a la estación de EuskoTren y a la de Metro Bilbao.
La estación prevista en Uribarri tendrá dos cañones de acceso, uno situado en la calle Berriotxoa, confluencia con Trauko, y el segundo cañón, que será de uso único en emergencias, saliendo a la superficie en una plaza anexa a la Avenida Mauricio Ravel. La estación de Zurbaranbarri -ubicada en el distrito de Uribarri, entre la Vía vieja de Lezama y el Camino de Zurbaran-, será de tipología "estación en caverna", con dos vestíbulos y dos cañones de acceso.
Del mismo tipo y similar acceso serán las estaciones de Txurdinaga -en el distrito de Otxarkoaga-Txurdinaga, entre la ikastola Birginetxe y la Avenida Gabriel Aresti-, y de Otxarkoaga -en el distrito Otxarkoaga-Txurdinaga, entre la Avenida Pau Casals y la calle Langarán-.
Por su parte, la estación de San Antonio estará situada en las inmediaciones del punto de confluencia del trazado desarrollado en el proyecto para la conexión ferroviaria Etxebarri-Casco Viejo con las vías existentes de la Línea de EuskoTren Bilbao-Durango. Su objetivo es dar servicio a los habitantes del barrio de San Antonio al quedar bastante alejado de la estación de EuskoTren en Etxebarri.