Ein neuer unterirdischer Durchgangsbahnhof Luzern (DBL) soll Engpässe am bestehenden Kopfbahnhof (bedingt durch die zweigleisige Zufahrtsstrecke Gütsch, das Gleisfeld vor dem Bahnhof, die bestehenden Perronlängen und die einspurige Zufahrtsstrecke entlang des Rotsees in Richtung Zug/Zürich/Tessin) beheben und Möglichkeiten für künftige Angebotsausbauten schaffen, so die Vision von SBB und BAV. Das Projekt beinhaltet den Bau einer unterirdischen Perronhalle mit vier Gleisen und zwei Zufahrtstunneln: Ein erster, der rund 2 Kilometer lange Neustadttunnel, soll dabei den neuen Tiefbahnhof mit der bestehenden Zufahrt verbinden und ein zweiter, der knapp 4 Kilometer lange und teilweise das Seebecken unterquerende Dreilindentunnel, soll den direkten Anschluss an die Linie in Ebikon (LU) in Richtung Zug/Zürich und Tessin schaffen. Kostenschätzungen für das Megaprojekt beliefen sich auf rund CHF 3.3 Mrd., mit zusätzlichen Kosten für ergänzende Anpassungen auf Zufahrtsstrecken. Die Finanzierung des voraussichtlich 11 bis 13 Jahre dauernden Baus soll durch den BIF erfolgen. Einen definitiven Entscheid über den Bau des Bahnhofs wird das Bundesparlament im Rahmen der Botschaft 2026 fällen, und ein Baustart wurde frühestens für Anfang der 2030er Jahre in Aussicht gestellt.

Grundstein für das Projekt «Knoten Luzern» bildete unter anderem eine kantonale Volksabstimmung zur Finanzierung des Vorprojekts Tiefbahnhof mit CHF 20 Mio., welche von der Luzerner Stimmbevölkerung im Jahr 2009 mit fast 75% Ja-Anteil angenommen worden war. Das Projekt sah damals noch einen Tiefbahnhof (Sackbahnhof) mit nur einem Zufahrtstunnel von Ebikon (LU) her kommend mit möglicher Erweiterung vor, wurde aber später vom Bund zu einer Durchmesserlinie erweitert. Im Jahr 2013 stimmte das eidgenössische Parlament im Rahmen des Ausbauschritts 2025 schliesslich einer Projektierung des Bahnhofs für CHF 85 Mio. zu und bestätigte 2019 im Rahmen des Ausbauschritts 2035 die Planung des «Jahrhundertprojekts für den öffentlichen Verkehr und die nachhaltige Mobilität in der Zentralschweiz», wie es die Stadt Luzern nannte.
Im Frühling 2023 schloss die SBB das Vorprojekt ab und plante in Zusammenarbeit mit dem BAV mögliche Realisierungsabfolgen für die verschiedenen Elemente – Neustadttunnel, Tiefbahnhof und Seetunnel/Dreilindentunnel – des Baus. Diese sogenannte Überprüfung der Realisierungsabfolgen sorgte in den Luzerner Medien im Frühjahr 2023 für Wirbel. Der Bundesrat hatte nämlich unter anderem eine Studie in Auftrag gegeben, um zu prüfen, ob das Projekt sinnvollerweise in mehreren Etappen realisiert werden solle anstatt als Ganzes. Konkret würde dies bedeuten, dass der Bundesrat dem Parlament mit der nächsten Botschaft zum Bahnausbau – der Botschaft 2026 – möglicherweise nur einen Teil des Projekts, nämlich einen Tiefbahnhof mit nur einem Zufahrtsstollen, zur Umsetzung vorlegen würde. Ein Entscheid über eine Etappierung des Projekts durch das BAV werde gemäss Medien Ende 2023 erwartet. Nationalrätin Andrea Gmür-Schönenberger (mitte, LU) zeigte sich über mögliche Verzögerungen empört, reichte diesbezüglich eine Interpellation ein und forderte den Bundesrat dazu auf, das Projekt als Ganzes voranzutreiben, wie es die Regierung 2020 in einer Antwort auf eine Interpellation von Michael Töngi (gp, LU) noch vorgesehen hatte. Auch Peter Schilliger (fdp, LU) wollte vom Bundesrat wissen, ob dieser die Zentralschweiz mit «Häppchen» (Luzerner Zeitung) zufriedenstellen wolle. Weiter zeigten sich auch Erich Ettlin (mitte, OW) und der Luzerner Regierungsrat Fabian Peter (LU, fdp) in den Medien mit der Situation unzufrieden. Auf eine Interpellation von Leo Müller (mitte, LU) gab der Bundesrat zu bedenken, dass die lange Bauzeit von über zehn Jahren eine «rollende Planung» – also eine Etappierung des Projekts – als logische Folge mit sich bringe. Das BAV erklärte zudem gegenüber der Luzerner Zeitung, dass mit einer solchen Etappierung das Ziel, einen «raschen Kundennutzen mit einem finanzierbaren Infrastrukturelement zu ermöglichen», möglicherweise besser und früher erreicht werden könne. Andere Bauprojekte, etwa der Knoten Basel, stünden zudem ebenfalls an und die beschränkten finanziellen Mittel müssten effizient eingesetzt werden. Die zweite Etappe des Luzerner Projekts könnte vom Parlament allenfalls im Jahr 2030 bewilligt werden, erklärte die Luzerner Zeitung die Sicht des Bundesamtes weiter.