天平铁路南延线是 甘肃省铁路网的重要组成部分,是横贯甘肃南部地区、沟通甘肃东南部和南部联系的重要铁路通道,同时在路网上联络 陇海线和兰渝通道。随着陇东地区煤炭资源开发规模逐步加大,将于 天平铁路、 平庆铁路一起构成陇东煤炭外运通道系统,主要承担沿线 陇南、 天水两市以及 西南地区的煤炭运输任务,具有国土资源开发功能,是以货运为主兼顾客运的省内运输大通道。
2010年12月,陇南市赴北京汇报衔接项目工作,提出加快建设天水至平凉铁路向南延伸线,得到有关部委的支持和帮助。
2013年7月,陇南市发改委委托 中铁第一勘察设计院(以下简称“铁一院”)开展天平铁路南延线、阳平关至陇南(武都)至九寨沟铁路项目预可研方案工作,初步完成了两条铁路预可研方案。11月20日,召开了天平铁路南延线、阳平关至陇南(武都)至九寨沟铁路项目预可研方案陇南征求意见座谈会。
2015年3月31日,甘肃省政府印发《丝绸之路经济带甘肃段“6873”交通突破行动实施方案》的通知,明确提出建设天平铁路南延线铁路。
2016年10月19日,甘肃省政府印发《甘肃省“十三五”铁路发展规划》的通知,将阳平关至陇南至九寨沟铁路确立为“十三五”规划项目,将在中长期建成。