Toàn tuyến dài 296 km trong đó khoảng 111 km là những đoạn cong. Tình trạng kỹ thuật hiện tại lạc hậu, nhiều đoạn đường sắt xuống cấp. Đội đầu tàu phục vụ tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai được đánh giá là hiện đại chỉ sau tuyến Bắc - Nam, nhưng tình trạng đường sắt kém khiến cho các đầu tàu không được khai thác hết công suất.[7]

Trước năm 2014, tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai là tuyến đường độc tôn vì quốc lộ 70 chật hẹp, quanh co.[8] Khi đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai hoàn thành, thì đường sắt trở nên yếu thế, lượng hành khách giảm.[9][5]