鲁南快速铁路客运通道菏泽至曲阜段起点站与规划京九客运专线分场共建，设定在牡丹区佃户屯附近，线路出站后大致沿日兰高速公路走行，依次途径定陶区、牡丹区、郓城县、巨野县和济宁市的嘉祥县、汶上县、任城区、兖州区和曲阜市，线路正线全长170.078km。全线新建菏泽东、巨野北、嘉祥北、济宁北、兖州南和曲阜南等7个车站。

新建鲁南快速铁路客运通道菏泽至曲阜段位于新建铁路鲁南快速铁路客运通道菏泽至曲阜段位于济宁市、菏泽市境内，线路西端起自曲阜市，向西经济宁兖州区和任城区，汶上县、嘉祥县，巨野县、郓城县，菏泽市牡丹区、开发区后，终止至定陶区。

线路自鲁南快速铁路客运通道临沂至曲阜段大王庄线路所引出，自CK252+400（坐标为N（X）=3929759.1585,E（Y）=509794.5397）起向西,上跨京沪高铁，经大峪村、小峪村后于后西庄东南上跨京台高速公路，设曲阜南站，出站向西北上跨G104国道及日兰高速公路，经陵城镇北侧西行，上跨既有京沪铁路后沿泗河南岸行走，跨新兖铁路后，于沙岗村南设兖州南站，出站后跨至日兰高速南，跨洸府河及S614省道于郗庄村南设济宁北站，出站后折向西北跨日兰高速公路及G105国道后，再次跨至日兰高速公路南，沿日兰高速公路前行经长沟镇后跨京杭运河，于王桥村东南设嘉祥北站，沿日兰高速公路向西上跨S252省道、前进河及梁宝寺煤矿铁路专用线，经巨野高速公路服务区南侧进入菏泽市境内，跨郓巨河后，于巨野北设巨野北站，出站向西前行跨S254省道，经郓城工业园区后跨赵王河、S339省道，沿日兰高速前行跨洙赵新河、济广高速、G327国道及新兖铁路后，沿日兰高速公路南行于定陶区桶子河村附近，与规划京九客专并站设菏泽东站。止于定陶区CK418+850（坐标为N（X）=3895117.5603，E（Y）=367545.0145）。线路全长160.6公里，桥隧长141.267公里，占正线线路总长的87.96%。全线设曲阜南、兖州南、济宁北、嘉祥北、巨野北、菏泽东6个车站；1个线路所，为小北山线路所。工程具体位置详见新建鲁南快速铁路客运通道菏泽至曲阜段路线方案图。