Les agglomérations de Poitiers et de Limoges sont deux anciennes capitales régionales, respectivement de Poitou-Charentes et du Limousin, aujourd’hui faisant partie l’actuelle Région Nouvelle Aquitaine. L’axe ferroviaire Poitiers-Limoges est constitué de plusieurs sections de lignes à voie unique sur 141 km. Malgré différentes campagnes de modernisation depuis une quinzaine d’années, la ligne affiche 2 heures de temps de parcours et une ponctualité de 88% en 2019 (contre 92% à l’échelle régionale) ; la vitesse commerciale de la ligne est à peine de 70 km/h, ce qui la rend aussi peu performante que la voiture individuelle (hors période d’hyperpointe), et ce d’autant plus que doivent être mises en service dans les prochaines années l’aménagement à 2×2 voies de la RN147 entre Poitiers et Limoges ainsi que de la RN520 (rocade nord-ouest de Limoges).
Ces dernières années, la liaison entre Poitiers et Limoges a fait l’objet de plusieurs chantiers de modernisation. Dans le cadre des deux précédents Contrats de Plan Etat Région (CPER) 2000 – 2013, les travaux se sont concentrés sur la section Poitiers-Le Dorat. Elle a fait l’objet de travaux de modernisation en 2017/2018 entre le Dorat et Limoges pour lever plusieurs zones de ralentissements. Défini en 2020, le programme fonctionnel des études porte notamment sur un retour à la performance nominale à long terme, un temps de trajet de 1h45 pour les trains semi-directs et un cadencement à l’heure en heures de pointe voire à la journée.