Mit der Verlängerung der S-Bahn nach Neuhausen entsteht eine direkte Anbindung an den künftigen Fernbahnhof am Stuttgarter Flughafen und an den Stuttgarter Hauptbahnhof. Vorgesehen ist, dass alle heute in Filderstadt-Bernhausen endenden Züge künftig bis nach Neuhausen fahren. Die Züge werden von circa 5:00 Uhr bis circa 1:00 Uhr fahren, in der Regel im 30-Minuten-Grundtakt. Während des Tages soll die Zugfolge auf einen 15-Minuten-Takt verdichtet werden. „Der Ausbau des ÖPNV wird für uns in der Metropolregion Stuttgart immer wichtiger“, sagte Neuhausens Bürgermeister Ingo Hacker. Immer mehr Menschen wohnen und arbeiten in der Filderregion und „jede und jeder von uns möchte so bequem, verlässlich, ressourcen- und umweltschonend wie möglich unterwegs sein“, so Ingo Hacker.
Projektpartner für die S-Bahn-Verlängerung nach Neuhausen sind der Verband Region Stuttgart, die Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB), die Stadt Filderstadt, die Gemeinde Neuhausen auf den Fildern und der Landkreis Esslingen. Die SSB realisiert die Strecke und fungiert als Vorhabensträger, den Bau der Ingenieurbauwerke, Verkehrsanlagen und die im Vorfeld erforderlichen Leitungsverlegungen führt das Unternehmen Leonhard Weiss Gmbh & Co. KG durch.
Vier Kilometer misst die Strecke der S-Bahn-Verlängerung von Filderstadt nach Neuhausen auf den Fildern. In Filderstadt-Sielmingen wird es einen Zwischenhalt geben.
Der DB-Bestandstunnel endet heute hinter dem Bahnhof Filderstadt-Bernhausen. Unmittelbar an diesen Tunnel wird sich ein neues, ebenfalls zweigleisiges Tunnelbauwerk anschließen, in dem die S-Bahn-Strecke die Karlstraße und auch den Knotenpunkt mit der Nürtinger Straße unterfährt. Über eine Rampe in Troglage wird das oberirdische freie Feld erreicht. Ab hier folgt die Neubaustrecke weiter der ehemaligen Filderbahntrasse. Die dort vorhandenen Wege (Feldwege und der Radweg) werden künftig parallel zur S-Bahn-Trasse geführt. Nach einer weiteren Rampe in Troglage und der Unterquerung der Sielminger Bahnhofstraße folgt ebenfalls in Troglage die Haltestelle Sielmingen. Nach der Unterquerung der Sielminger Mercedesstraße folgt erneut eine Rampe in Troglage.
Die Oberfläche des freien Feldes wird hinter Sielmingen nur kurz erreicht, da die Trasse dann bereits in einer erneuten Rampe in Troglage abtaucht um – teilweise überdeckelt – die Werkszufahrt von TK Elevator zu unterfahren. Mit einer Rampe in Troglage erreicht die Trasse am östlichen Rand des Werksgeländes erneut das freie Feld und führt über einen flachen Trog nach Neuhausen. Die Trasse endet in einem dreigleisigen Kopfbahnhof mit zwei Bahnsteiggleisen und einem Abstellgleis auf dem ehemaligen Bahnhofsgelände der Filderbahn. Dieses Gelände liegt zwischen Bahnhofstraße, Robert-Bosch-Straße und Wilhelmstraße. Die Bahnsteige haben eine Nutzlänge von 210 Metern. Der offizielle Spatenstich erfolgte im September 2023.
Neuhausen wird die neue Endhaltestelle auch städtebaulich nutzen. Geplant ist ein attraktiver Bahnhofsvorplatz mit einer Pergolakonstruktion über dem gesamten kombinierten Bahn- und Bussteig. Um auf die sich verändernden Verkehrsflüsse zu regieren sollen verschiedene Mobilitätsträger und -formen verknüpft werden. Ein Park&Ride-Parkhaus, unterschiedliche Abstellmöglichkeiten und eine Reparatursäule für Fahrräder, Carsharing, Mietfahrräder und -pedelecs könnten bald einen multimodalen Knoten bilden.
Die Baumaßnahmen am Endbahnhof in Neuhausen liegen im Zeitplan und werden wie geplant Ende 2027 fertiggestellt sein. Aus unterschiedlichen Gründen kann die Inbetriebnahme nicht wie ursprünglich geplant Ende 2027 erfolgen. Mit einer Inbetriebnahme kann aus heutiger Sicht (16.07.2025) frühestmöglich zum Fahrplanwechsel 2028/2029 gerechnet werden. Die Gesamtkostenprognose im Projekt aus dem Jahr 2020 von 210 Millionen Euro muss auf 223 Millionen Euro angepasst werden, die zusätzlichen Kosten sind ausschließlich nicht zuwendungsfähige Kosten und werden vom Verband Region Stuttgart getragen.