长沙地铁2号线从梅溪湖西站出发，沿梅溪湖路、枫林路，下穿湘江，沿五一大道到达长沙火车站，再经万家丽路、人民东路、长沙大道往南，之后到达长沙南站，止于光达站，全长26.579公里，全部为地下线，设站23座。
长沙地铁2号线最大站间距为2036m，为长沙火车南站至光达站区间，最小站间距为672m，为长沙火车站至锦泰广场站区间，平均站间距1182m。设换乘站6座，分别为溁湾镇站（与4号线换乘）、五一广场站（与长沙地铁1号线换乘）、长沙火车站（与长沙地铁3号线换乘）、万家丽广场站（与长沙地铁5号线换乘）、沙湾公园站（与长沙地铁4号线换乘）和长沙火车南站（与长沙地铁4号线换乘）。