「台鐵都會區捷運化桃園段地下化建設計畫」在2020年9月奉行政院核定綜合規劃報告，計畫路線北起新北市鶯歌區鳳鳴陸橋南至桃園市平鎮區台66線，改建3座既有車站，包含桃園、內壢、中壢，並新建5座通勤車站，全長17.9公里，總建設經費約1,048億元，計畫期程至119年底，分2階段通車，第1階段桃園、內壢及中壢站，預計2029年4月通車，第2階段預計2030年7月通車。
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鐵道局說明，該計畫完工後將拆除8座高架橋、8座地下道及消除20處平交道，有助改善都市景觀促進土地整體開發，且桃園站及中壢站分別與桃園捷運綠線G07站及機場捷運延伸線A23車站以共構方式興建，通車後有效串聯機場捷運及桃園捷運路網，將可大幅提升軌道路網整體運輸效益。
桃園鐵路地下化工程為達成如期通車目標，除將要徑作業規劃為先期工程，於2021年起陸續先行發包，今（2022）年亦完成平鎮地下永久站體工程之設計，順利於10月發包施工。
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為呼應地下化通車前，其路段前後鳳鳴、平鎮二站可先行通車，儘早疏解交通瓶頸的民意訴求，交通部鐵道局表示，奉行政院核定執行「增設台鐵鳳鳴臨時站建設計畫」、「增設台鐵平鎮臨時站建設計畫」，目前正如火如荼辦理臨時站相關工程，預計2024年11月及2026年5月，分別完成鳳鳴臨時站及平鎮臨時站，先行投入台鐵旅運服務，及早提供當地居民更為便捷的大眾運輸服務。
鐵道局表示，桃園鐵路地下化正依核定計畫全力推動，交通部鐵道局持續積極辦理相關主體工程細部設計及工程發包，也將密切與桃園市及新北市政府持續攜手合作，共同為國人打造更為便捷、舒適及安全的交通運輸環境。