一直以来，杭州湾如天堑一般，制约着宁波交通建设。随着宁波——舟山港的发展，即使杭州湾跨海大桥已经建成，但仅靠公路运输，已经满足不了港口发展的需要。
宁波——舟山港已发展成为具有较强竞争力和国际知名度的枢纽港，而铁路运输具有运量大、成本低、安全、高效的优势，港口集装箱的铁路运输是拓展港口经济腹地的根本途径。
但如今，宁波只有一条对外的萧甬铁路线，铁路运力严重供不应求。宁波铁路建设指挥部的相关负责人认为，如果跨杭州湾铁路项目能开工建设，沿海铁路大通道就被完全打通了。宁波将构筑起四通八达的铁路网络：向西和向北，经萧甬铁路、沪杭甬客运专线、宁杭铁路、沪甬(跨杭州湾)铁路至上海、南京；向南经甬台温铁路直达东南沿海和珠三角地区；向西南有甬金铁路，连接浙赣铁路至中西部地区；向东有甬舟铁路至舟山。
从地图上看，长江三角洲地区形成两个明显的“三角形”，一个是上海、南京和杭州三个城市形成的“三角形”，另一个是上海、宁波、杭州形成的“三角形”。就铁路而言，如今长三角这两个三角形唯独缺一边，即杭州湾跨海铁路大桥。如果该项目顺利开工，就意味着“铁三角”正式形成。
早在上世纪90年代，宁波市交通局就考虑在杭州湾上造一座公铁两用大桥——上层铁路、下层公路，后因为技术、工期、资金等诸多原因，最终选择公路大桥“先行”。
2007年8月，首次出炉的《宁波铁路枢纽总图规划》接受了铁道部计划司的评审，规划勾勒的铁路蓝图中就包括杭州湾跨海铁路大桥。不过当时规划的建成时间为2050年。不过这个规划如今已经列入国家中长期铁路网规划，宁波跨海铁路将提前30年建成。
2016年1月，杭州湾跨海铁路大桥已纳入国家《中长期铁路网规划》中。而这意味着，原拟定于2050年前建成的跨杭州湾铁路通道将提前至2020年建成通车，与杭州湾跨海铁路大桥同时纳入国家规划中的还有甬舟铁路。
