線路勘測設計
潼(關)西(安)段先後於清光緒三十二年(1906)、民國元年(1912)、民國15年(1926)三次勘測。5月，即對這段線路進行複測，9月完成。線路走向沿渭河南岸西行，經華陰過柳枝到達華縣，跨赤水、漕河抵渭南西關，跨戲河過新豐鎮，靠近臨潼縣城，再跨灞河、滻河而達西安，全長132公里。潼西段主要技術標準：最大坡度5‰；曲線最小半徑(是鐵路建築設計的重要技術標準。平面彎道圓曲線半徑，國家乾支線一級線路，一般地段1000米，困難地段400米；二級線路，一般地段800米，困難地段350米；三級線路，一般地段600米，困難地段300米。)500米；路堤頂寬5.5米；路塹底寬7.9米；路堤邊坡度3：2；路塹邊坡度1：1；鋼軌43公斤/米；道床頂寬3.85米；道床底寬4.25米；橋樑荷載，古柏式E50級；車站股道有效長度(股道可以停留機車、車輛而不妨礙鄰線行車的一段長度，是車站到發線的一項技術標準。)350米。潼西段收購土地115257公畝，沿線購地範圍最寬226米，最窄14米。
線路施工
兩個總段分工負責潼關至渭南、渭南至西安施工期間對包商的技術指導、檢查、督促和驗收。全段所有工程均採用包工制，經過投標由鐵道部批准，包商承擔。潼西段因穿過關中平原東部腹地，地勢平坦，土方工程量不大。全段共填方284.5萬立方米，挖方52.25萬立方米。灞河、滻河、羅敷河、遇仙河附近缺土，路基均用沙填基，從遠處取土打夯包面，厚約0.5米至1米不等。
全段修建車站14個。橋涵195座，其中大橋3座。灞河橋全長400米，滻河橋150米，漕河橋100米。灞河、滻河橋河床為沙土層，底層為大小磐石，採用方徑25厘米，長7至8米松木方樁，每墩打樁44根。施工結果只有1/3達到設計深度，其餘僅及設計深度的一半，平均深為5.12米。灞河橋用下承鋼板梁，滻河橋用上承鋼板梁。【註：上、下承式鋼樑橋：橋面在鋼樑的上部稱為上承式；橋面在鋼樑的下部稱為下承式。】
通信設備為有線電報和電話。無固定式行車信號，用電話閉塞【註：閉塞：為防止列車在區間發生衝突或尾追事故，在同一區間或複線區間的同一方向、同一時間內只允許一列車運行，稱為閉塞。為保證列車不駛入已占用的區間裝設的設備為閉塞設備，具體分為自動閉塞、半自動閉塞、電氣路籤(路牌)閉塞、電報或電話閉塞。】。
當年5月工程驗交，6月移交隴海鐵路管理局。
資金來源由部撥229萬元，隴海、平漢、北寧、津浦、正太各鐵路局撥140萬元，向上海的中國、交通、鹽業、金城、中南銀行借款450萬元。另由部撥借50萬英鎊作為國外購料款。
