A ferrovia foi concebida sob o propósito de ampliar e integrar o sistema ferroviário brasileiro. Ligará Senador Canedo (GO), a Belém, conectando-se, a sul, em Anápolis (GO), com a Ferrovia Centro-Atlântica, e, a norte, em Açailândia (MA), com a Estrada de Ferro Carajás. Ao longo de seu trajeto, a ferrovia segue paralela à Rodovia Belém-Brasília (BR-153; BR-226 e BR-010) e ao leito do Rio Tocantins.
As obras da ferrovia iniciaram-se em 1987, durante o governo do presidente José Sarney. Atualmente encontra-se pronto o trecho entre Açailândia(MA) e Palmas (TO).