首先是政治层面，两洋铁路跨越多个国家，修建需要走一个政治过程，也就是需要各个国家行政主管、最高决策机构及国家相关规划部门的审批，纳入国家建设程序中去。铁路建设中涉及到的财政拨款、土地审批等相关程序都需要巴西、秘鲁的行政机构通过建立备忘录、协议、报告等形式批准纳入到政治议程中去。这是两洋铁路能否开工的关键因素。
第二个难点在于经济，具体说来就是融资和运营模式的确立问题。包括资金来源、投资方式、运行的可持续保障、收入分配等。这种特大型基础设施建设一般都需政府大量补贴和无偿补助才能实现盈利。巴西和秘鲁还希望通过资源、贸易条件来换取中国的建设与投资，即所谓的“石油换高铁”，但目前油价大跌，操作起来不容易。
第三个难点来自技术层面，包括技术制式、货运线路标准、具体设计建设等。沿线大量山脉、谷地，需要架桥修隧道，对施工水平要求很高。