Le projet originel de Ligne à Grande Vitesse Rhin-Rhône constituait un maillon essentiel de l’Europe à grande vitesse et était constitué de trois branches (Est, Ouest et Sud). La 1ère phase de la branche Est a été mise en service en décembre 2011 (140 km entre Villers-les-Pots et Petit-Croix). Après des études d’optimisation de la 2ème phase réalisées en 2016, celle-ci a été optimisée et comprend désormais :
Compte tenu des contraintes d’attaches horaires des trains circulant sur le corridor Rhin-Rhône, la fonctionnalité principale de cette 2ème phase consisterait en des gains de desserte des gares situées entre Dijon et Mulhouse sur des TGV existants, à temps de parcours de terminus à terminus inchangés. L’horizon de service de cette 2ème phase est 2035.