濟南至棗莊鐵路北起濟南樞紐，向南經泰安、濟寧，止於棗莊市臺兒莊區。
線路由濟南樞紐在建濟萊高鐵 港溝站側向引出，上跨濟南繞城高速後進入濟南市南部山區，於南山區柳埠鎮西側槲曈村附近設 南山站。出站後繼續向南至泰安市泰山區花樣年華景區附近新設 泰安東站，出站後線路繼續向南先後上跨大汶河、瓦日鐵路、磁萊鐵路，於寧陽縣磁窯鎮東磨莊村附近設 寧陽東站。
出站後繼續沿京滬高鐵東側並行，上跨泗水河及 G327 省道後接入魯南高鐵 曲阜東站城際場；線路出曲阜東站後繼續並行於京滬高鐵東側南行，跨日蘭高速公路、下穿魯南（日蘭）高鐵、跨 S342 省道，於鄒城市大束鎮匡莊村附近設 鄒城東站，出站後跨大沙河、新東外環路，並行京滬高鐵引入 滕州東站。
出站後並行京滬高鐵穿墨子森林公園（墨子故里景區），跨 S345 省道、棗木高速公路、薛河，穿墨子森林公園（柴胡店景區），跨 S347 省道、蟠龍河、S348 省道經泰國工業園區、光明大道、世紀大道，沿古石榴國家森林公園北側至市中區南側豐源大道西側楊莊村附近設 棗莊南站，出站後經嶧城區東側跨勝利渠，於臺兒莊北側慄莊村附近設 臺兒莊站。
正線線路長268.564km（新建正線263.314km，利用既有曲阜東站5.25km）。全線新建正線橋隧總長 214.222km，佔線路長度的 81.3%，其中橋樑長度178.027 km，佔線路長度的 67.6%；隧道長度 36.195km，佔線路長度的 13.7%。
另新建濟南東膠濟場聯絡線 6.812 單線公里，濟萊濟濱聯絡線 6.097 單線公里。
本專案設計時速350公里，工程投資預估算總額為 521.42 億元，建設總工期3.5年。
車站設定
全線共設港溝、南山、泰安東、寧陽東、曲阜東、鄒城東、滕州東、棗莊南和臺兒莊 9 座車站。其中曲阜東、滕州東為既有站，港溝站為濟萊高鐵在建站。
濟南至棗莊鐵路北起濟南樞紐，向南經泰安、濟寧，止於棗莊市臺兒莊區。
線路由濟南樞紐在建濟萊高鐵 港溝站側向引出，上跨濟南繞城高速後進入濟南市南部山區，於南山區柳埠鎮西側槲曈村附近設 南山站。出站後繼續向南至泰安市泰山區花樣年華景區附近新設 泰安東站，出站後線路繼續向南先後上跨大汶河、瓦日鐵路、磁萊鐵路，於寧陽縣磁窯鎮東磨莊村附近設 寧陽東站。
出站後繼續沿京滬高鐵東側並行，上跨泗水河及 G327 省道後接入魯南高鐵 曲阜東站城際場；線路出曲阜東站後繼續並行於京滬高鐵東側南行，跨日蘭高速公路、下穿魯南（日蘭）高鐵、跨 S342 省道，於鄒城市大束鎮匡莊村附近設 鄒城東站，出站後跨大沙河、新東外環路，並行京滬高鐵引入 滕州東站。
出站後並行京滬高鐵穿墨子森林公園（墨子故里景區），跨 S345 省道、棗木高速公路、薛河，穿墨子森林公園（柴胡店景區），跨 S347 省道、蟠龍河、S348 省道經泰國工業園區、光明大道、世紀大道，沿古石榴國家森林公園北側至市中區南側豐源大道西側楊莊村附近設 棗莊南站，出站後經嶧城區東側跨勝利渠，於臺兒莊北側慄莊村附近設 臺兒莊站。
正線線路長268.564km（新建正線263.314km，利用既有曲阜東站5.25km）。全線新建正線橋隧總長 214.222km，佔線路長度的 81.3%，其中橋樑長度178.027 km，佔線路長度的 67.6%；隧道長度 36.195km，佔線路長度的 13.7%。
另新建濟南東膠濟場聯絡線 6.812 單線公里，濟萊濟濱聯絡線 6.097 單線公里。
本專案設計時速350公里，工程投資預估算總額為 521.42 億元，建設總工期3.5年。
車站設定
全線共設港溝、南山、泰安東、寧陽東、曲阜東、鄒城東、滕州東、棗莊南和臺兒莊 9 座車站。其中曲阜東、滕州東為既有站，港溝站為濟萊高鐵在建站。