2016年年初，京沈高铁将新建两条支线，连接赤峰、通辽，计划2019年底竣工。届时，从沈阳乘动车到赤峰仅需2小时，到通辽仅需1.5小时。
目前，《新建赤峰至京沈高铁喀左站铁路环境影响报告书》和《新建通辽至京沈高铁新民北站铁路环境影响报告书》通过环保部审批。赤峰至京沈高铁喀左站铁路正线长157.375公里，自京沈高铁喀左站引出，沿线设建平站、宁城站、平庄西站，终至赤峰西站。通辽至京沈高铁新民北站铁路自京沈客专新民北站引出，正线长197.015公里，设通辽站、木里图站、甘旗卡站、章古台站、章武站、新民北站6个车站。设计时速均为250公里。
根据京沈高铁车站设置，从沈阳站经京沈高铁到喀左站，再转支线到赤峰西站，一共需乘13站，从沈阳站经京沈高铁到新民北站再转支线到通辽，一共需乘8站。目前，沈阳至通辽最快的普速列车为K956次，需3小时57分钟。沈阳至赤峰最快普速列车为K7355次，需要9小时41分钟。
京沈高铁支线开通运营后，沈阳到通辽、赤峰的时间可分别节省约2.5小时和7.5小时。根据规划，赤峰高铁工程线路将与长城遗址交叉，拟定隧道形式下穿长城，对文物影响可得到有效控制。
