Высокоскоростная магистраль (ВСМ) Москва - Казань впервые появилась в планах по развитию железнодорожного транспорта в России в 2006 г. Первоначально она была частью проекта скоростной трассы Москва - Екатеринбург, которая была заявлена без сроков выполнения в "Программе развития скоростного и высокоскоростного движения на сети железных дорог ОАО "РЖД" на перспективу до 2020 г.".
В ее рамках в 2010 г. было реализовано движение высокоскоростных поездов "Сапсан" (российское название Siemens Velaro) на реконструированном участке существующей железной дороги Москва - Нижний Новгород.
В июне 2008 г. правительство РФ одобрило Стратегию развития железнодорожного транспорта до 2030 г. В ней предлагалось строительство трех новых высокоскоростных магистралей: Москва - Санкт-Петербург (в дополнение к существующей трассе), Москва - Берлин и Москва - Нижний Новгород. Уже в 2009-2010 гг. появились предложения о пересмотре программы. В частности, губернатор Свердловской области Александр Мишарин и президент Татарстана Рустам Минниханов предложили довести скоростную трассу до Казани, а в перспективе - до Екатеринбурга.
В декабре 2012 г. были приняты поправки в Транспортную стратегию Российской Федерации на период до 2030 г., согласно которым предлагалось в первую очередь реализовать в рамках частно-государственного партнерства три проекта: Москва - Санкт-Петербург (высокоскоростная железнодорожная магистраль, ВСЖМ-1), Москва-Казань (ВСМ-2) и Москва - Ростов-на-Дону - Адлер (ВСМ-3), а также, в дальней перспективе, Казань - Самара. Из этих трех проектов наибольшую государственную поддержку получила ВСМ-2, с учетом того, что и Казань, и Нижний Новгород выиграли право на проведение соревнований чемпионата мира по футболу 2018 г.
В июле 2013 г. была утверждена трасса ВСМ-2. 30 апреля 2015 г. конкурс на право проектирования магистрали выиграл консорциум проектных компаний во главе с "Мосгипротранс" при участии ОАО "Нижегородметропроект" и китайской компании China Railway Eryuan Engineering Group ("Чайна Рэйлвэй Эрюань Инжиниринг Групп"). Цена договора (подписан 18 июня 2015 г.) составила 23,6 млрд рублей, впоследствии была уменьшена до 20,9 млрд руб. Проектирование должно завершиться в 2016 г. Планируется, что в будущем трасса Москва - Казань станет частью трансевразийского скоростного железнодорожного коридора Пекин - Европа.
В соответствии с утвержденной в 2013 г. трассировкой ВСМ "Москва - Казань", ее длина составит 770 км; она будет начинаться на Курском вокзале, а заканчиваться - на "станции Восстание-Пассажирская" в Казани. Планируется обустройство 9 промежуточных остановок: в Ногинске, Орехово-Зуеве (Московская область), Петушках, Владимире, Коврове (Владимирская область), Дзержинске, аэропорту Стригино, Нижнем Новгороде (Нижегородская область), Чебоксарах (Чувашия), Помарах (Марий Эл). Точный маршрут трассы и расположение станций могут быть скорректированы в ходе проектирования.
Максимальная скорость движения составит до 400 км/ч (в настоящее время железнодорожных трасс с такой скоростью при регулярном движении в мире нет). На трассе будет построено свыше 100 км эстакад и мостов, в том числе через Оку (в районе Нижнего Новгорода) и Волгу (в районе Чебоксар).
Для работы на трассе планируется заказать 29 новых скоростных поездов (конкурс на их поставку планируется провести в конце 2016 г.).
Предполагается, что ВСМ-2 позволит сократить время в пути между Москвой и Казанью с существующих 10-12 часов до 3 часов 30 минут. Трасса свяжет 3 города-"миллионника", перспективный пассажиропоток оценивается в 18,2 млн человек в год.
По оценкам, общая сумма затрат на реализацию проекта составят 924,4 млрд рублей (согласно Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 г.). 21 июня 2013 г. президент РФ Владимир Путин, выступая на Петербургском международном экономическом форуме (ПМЭФ), предложил включить ВСМ-2 в список проектов, на которые могут будут потрачены средства из Фонда национального благосостояния. На ПМЭФ в 2015 г. называлась уточненная стоимость проекта - 1 трлн 68 млрд рублей.