厦深铁路起于厦门北站，终到深圳北站，全线共18个客运站，包括：厦门北站，角美站，漳州站，漳浦站，云霄站，诏安站（以上为福建段，南昌铁路局管辖）；饶平站，潮汕站，潮阳站，普宁站，葵潭站，陆丰站，汕尾站，鲘门站，惠东站，惠州南站，深圳坪山站，深圳北站（以上为广东段，广铁集团管辖）。此外厦门北至角美站之间有杏林站（货运站）、漳州站至漳浦站之间有洋奎站（预留/货运）。厦深线在厦门北站与福厦铁路相接，厦门北至漳州区间与龙厦铁路共线共站，潮汕站连通厦深铁路汕头联络线并预留了广梅汕扩能改造线路接入，深圳坪山站附近有联络线连通广深铁路，在深圳北站与广深港高铁及在建的深茂铁路连接。