宜萬鐵路地處云貴高原區(qū)與長江中下游平原區(qū)的接合部。巖溶、順層、滑坡、斷層破碎帶和崩塌等主要不良地質(zhì)現(xiàn)象分布廣泛，全線山高壁陡，河谷深切，地形極其復(fù)雜，不僅地質(zhì)條件差，而且控制項目多、科技含量高、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)新、工程風(fēng)險大。
宜萬鐵路東起鴉宜鐵路花艷站(宜昌東站)，西至達(dá)萬鐵路萬州站。線路處于云貴高原區(qū)與長江中下游平原的結(jié)合部，其中宜昌至土城段為江漢平原與鄂西山區(qū)結(jié)合部的丘陵山區(qū)；土城至萬州段為長江與清江分水嶺的低山和中高山的半山坡地區(qū)，高山壁陡、河谷深切，且與鐵路大角度相交，地形困難。
宜萬鐵路基本呈東西走向，從宜昌東站引出，跨越長江，經(jīng)點城、土城、五爪觀至賀家坪，穿堡鎮(zhèn)隧道至榔枰穿八字嶺野三關(guān)隧道，跨支井河、野三關(guān)至高坪，經(jīng)落水洞至建始經(jīng)龍鳳壩至恩施，線路過恩施車站跨清江，經(jīng)龍麟洞穿云霧山隧道，馬鹿箐隧道，再經(jīng)元堡至利川，向西經(jīng)涼霧穿齊岳山山脈，進(jìn)入重慶市萬州區(qū)，于五橋區(qū)沱口處跨長江至萬州車站。