Es gibt mehrere Gründe, die für einen Ausbau der Strecke sprechen. Zum einen sind verschiedene Angebotsausweitungen im Fernverkehr geplant, darunter die Verbindungen Przemysl – Frankfurt Flughafen und Leipzig – Przemysl. Mit dem weiteren Infrastrukturausbau in Polen und Tschechien ist zudem mit einer steigenden Nachfrage zu rechnen. Auch der Deutschlandtakt sieht eine Fernverkehrsanbindung von Chemnitz über Leipzig vor.

Im Nahverkehr bestehen gleichzeitig deutliche Konflikte. Ab dem Fahrplanwechsel 2026 soll die heutige RB110 als S1 über den City-Tunnel geführt werden. Dies verlängert die Fahrzeiten zum Hauptbahnhof und führt dazu, dass die Halte Sellerhausen und Paunsdorf nicht mehr bedient werden. Paunsdorf wird dann nur noch durch die stündliche RB113erschlossen, Sellerhausen entfällt vollständig, sofern kein zusätzlicher Bahnsteig an der Strecke Leipzig–Geithain entsteht.

Ein weiterer Aspekt ist die geplante Reaktivierung des Personenverkehrs Beucha – Brandis/Trebsen. Die verkehrlich sinnvollste Variante mit einer Direktverbindung Trebsen – Leipzig scheitert in der Untersuchung an der fehlenden Viergleisigkeit zwischen Engelsdorf und Borsdorf.

Daraus ergibt sich die Idee, Fern- und schnellen Regionalverkehr von Regionalbahnen und S-Bahnen zu trennen. Die Strecke Leipzig – Geithain wird zweigleisig ausgebaut und erhält neue Halte am Stannebeinplatz sowie hinter dem Torgauer Platz, bedient durch die RB113 und eine neue Regionalbahn aus Trebsen. Auf der Strecke Leipzig – Dresden verkehren der Fernverkehr, der RE50 und der RE6.

An der Kreuzung mit dem Leipziger Güterring entsteht ein neuer regionaler Verkehrsknoten, an dem S1, S4, RE6, RE50 sowie Regionalbahnen halten. Durch eine Verschiebung des Güterrings und eine Verbindungskurve können die S-Bahnen eingebunden werden, mit Perspektive einer Verlängerung Richtung Schönefeld/Wissenschaftspark. Der Halt Paunsdorf entfällt zugunsten einer Ausfädelung zur Strecke Leipzig–Geithain, während Engelsdorf künftig nur noch von Regionalbahnen und S-Bahnen bedient wird.

Es gibt auch schon einige Vorschläge, die in eine ähnliche Richtung gehen. So schlägt der Nutzer rietzinus98 ebenfalls einen Bahnhof Ostkreuz vor, allerdings sollen dort die S-Bahnen auf der Verbindungskurve des Güterrings halten. Geomaus007 hat ebenfalls einen ähnlichen Vorschlag mit einem neuen Knoten im Leipziger Osten.

Daneben gibt es noch weitere Ideen, die einen S-Bahn-Ring oder andere tangentiale S-Bahn-Verbindungen vorsehen, um zusätzliche Querverbindungen zu schaffen und den Hauptbahnhof zu entlasten.