深茂铁路(项目定位是深茂快铁)线路起于江门南站,出站后绕避小鸟天堂及梁启超故居,折向西沿规划银鹭大道跨南坦海,上南坦岛,过潭江设双水站,沿539县道折向南,跨新台高速公路设台山站,跨S274设开平车站,越潭江支流,跨Y275,设恩平站,进入阳江市境内。
线路进入阳江市后,两跨G325国道,沿那龙河南岸,设合山站,沿百足山北侧向南,跨广东西部沿海高速公路与S277省道,跨那龙河,沿雅白线公路设阳江站。出阳江站后,两跨漠阳江支流,过广茂铁路阳江支线,向西新圩越丰头河设阳西站,跨广湛高速后,进入茂名市境内。
线路进入茂名市电白区望夫镇,途经望夫、马踏、观珠、霞洞、林头、坡心、羊角以及茂南开发区8个镇(开发区),终点为茂东火车站,沿途设有茂名港北(原马踏站)、电白东(原观珠站)、电白站(货运站)三站。