鄂尔多斯地区铁路网建设最终将形成“三横四纵”格局,外运通道和集疏运系统的建设全部围绕这一基本格局展开。“三横四纵”格局具体为:

一横：大同—准格尔—东胜—乌海铁路

二横：朔州—红进塔—新街—嘎鲁图—新上海庙铁路

三横：何家塔—大塔—大滩—巴拉贡铁路

一纵：包头—神木和包头—西安铁路

二纵：呼和浩特—准格尔旗（周家湾）—大饭铺—马栅铁路

三纵：乌拉山—塔然高勒—浩勒报吉—嘎鲁图—靖边铁路

四纵：蒙西—三北羊场—新上海庙铁路

全市已建成铁路14条（包兰、包神、大准、准东、呼准、东乌、三新、蒙西工业园专线、酸刺沟煤矿专线、乌审召生态化工园区专线、点南支线、包西、南部铁路新街至大牛地段、神华棋盘井专线），通车全口径总里程为1543.8km,市境内里程1171.8km，，基本形成了京包、包兰线围绕周边，大准、准东、东乌铁路横穿东西，包神、包西铁路纵贯南北的铁路十字型主骨架。