2013년에 서울시 제안으로 2호선, 7호선, 9호선, 인천1호선, 경인선의 혼잡도를 완화하고, 남부순환로의 교통정체 완화를 위해 남부광역급행철도가 구상되었다. 부천종합운동장역(당아래)을 기점, 잠실역을 종점으로 하고, 신림역에서 잠실역 까지의 구간은 2호선 하부에 저심도 복층 건설하는 것으로 계획하였다. 현재 각 지자체들이 국토교통부에 제안한 GTX-D 노선은 모두 상술한 서울시의 계획을 바탕으로 하고 있다.

2019년 10월 31일 대도시권광역교통위원회에서 급행철도 수혜지역 확대를 위하여 서부권에 신규 노선을 검토하고 있다고 보도하였다. #

이 노선이 김포시~하남시로 정해진다면 최대 수혜지역이 될 김포시 을 선거구의 국가혁명배당금당 후보를 제외한 후보자들이 모두 김포~하남시 간 노선을 공약하였는데, 현직 의원인 미래통합당 홍철호 국회의원은 마송~한강신도시~검단신도시~하남시 간 노선을 공약하였고,# 더불어민주당 박상혁 후보와 민생당 박채순 후보는 한강신도시~하남시 간 노선을 공약하였다.

2020년 8월 24일, 국회에서 관련 발제가 진행되었다. # 다만 이는 민간 및 지역구 국회의원 아이디어 제기 차원에 그치는 것임에 유의해야 한다. 이 경우 당아래역 ~ 신도림역은 GTX-B와 공유하고, 그 이후로는 남부급행철도 구상을 그대로 이어받는다.

김현미 국토교통부 장관은 2020년 10월 국토위 국정감사에서 서북부 급행철도 노선을 제4차 국가철도망 구축계획에 반영 검토하겠으나, 해당 노선이 GTX-D라고 언급한 적은 없다고 밝혔다. #

국토교통부는 11월 19일 보도자료에서 'GTX-D' 노선에 대한 기대감이 김포 집값을 급등시킨 배경이 되었다고 설명했으나, 이후 해명자료를 배포해 "국토교통부의 금일자 조정대상지역 지정 관련 보도자료는 서부권 급행철도에 대한 지역의 기대감이 김포시 집값 상승의 한 요인으로 작용했다는 점을 표현한 것입니다." 라며 "서부권 급행철도 노선의 신설 필요성, 노선계획 등은 제4차 국가철도망 구축계획 수립 과정에서 검토 중이며, 확정된 바 없습니다." 라고 정정하였다. #

국토교통부에서 남부광역급행철도 노선의 국가철도망 구축계획 반영 및 GTX-B 직결운행은 강남 지역의 SOC 집중으로 인한 수도권 불균형 초래 및 강남 지역의 주택가격 상승을 사유로 지속적으로 거부하는 중에 있으나, 유사한 경로의 이 노선을 추진하는 것은 앞뒤가 맞지 않다는 의견이 일각에서 제기되고 있다. 그러나, 김현미 국토교통부 장관은 상술하였듯 2020년 국정감사에서 아직 2019년 10월 발표한 신규 서북부 급행철도 노선이 GTX라고 공식 발표하지 않았으며 노선의 경로 역시 미정이라고 밝힌 바 있다. 국토교통부의 GTX-D 노선 공식 발표 이전까지는 국토부의 남부급행/GTX-B 직결운행 거부와 GTX-D는 별개의 사안이라고 보아야 할 것이다.

2020년 12월 23일, 남양주시는 GTX-D 노선의 와부권역 연장을 추진한다고 밝혔다.# 이후 2월 4일, 대광위 측에 연장 건의문을 전달했다.#

2021년 1월 4일, 진성준 국회의원(더불어민주당 서울 강서을)은 변창흠 국토교통부 장관에게 GTX-D의 강서구 경유 필요성을 설명하고 건의문을 전달했다.#

2021년 2월 16일, 국토교통부는 서부권 광역급행철도의 구체적인 노선을 오는 6월 내놓겠다고 밝혔다.#

경기도에서는 2020년 5월 김포시~부천시~하남시를 잇는 GTX 최적 노선을 도출하고자 연구용역에 착수하겠다고 밝혔다.# 이를 통하여 최적 노선을 도출하고 이를 국토교통부에 건의하겠다고 하는데, 경기도 내부적으로는 GTX-D 노선이 사실상 위에서 언급한 2기 신도시들과 3기 신도시들을 연결하는 노선으로 결정되어가고 있는 추세인 것으로 보인다. 다만, 인천시에서도 별도로 용역을 진행 중이며 GTX-D 건설주체는 지차체가 아님을 고려하였을 때, 아직 노선의 윤곽이 잡혔다고 보기는 이르다.

2020년 9월 16일, 경기도는 국토부에 김포-검단/계양-부천-서울 남부-강동-하남을 잇는 노선안을 제4차 국가철도망 구축계획에 반영해줄 것을 건의했다.[5] 해당 노선의 B/C는 1.02로, 경제성을 확보한 것으로 나타났다. 사업비는 약 5조 9천억 원으로 추정된다.[6] #

2020년 9월 17일부터 김포시청 홈페이지에서 GTX-D의 김포 기점 유치를 위한 서명운동을 진행하였다.# 이후 11월 정하영 김포시장이 국토교통부에 주민 10만 명의 서명을 모은 서명부를 전달하였다. #

2021년 1월 18일, 이재명 경기도지사는 GTX-D 노선에 광주시를 추가하는 방안에 대해 논의하라고 주문했다.#[8]

2021년 2월 1일, 정하영 김포시장은 김포 도시철도가 포화 상태라고 지적하며 GTX-D 노선 유치의 필요성을 강조했다.#

김교흥(인천서구갑, 더불어민주당) 의원은 2020년 10월 서울특별시 국정감사에서 동서축 GTX-D 노선의 필요성에 대해 언급했고, 서정협 서울시장 대행은 경기, 인천 등 지자체의 입장이 정해지면 적극 협력하겠다고 답변했다. #

인천광역시는 2020년 10월 12일 열린 '수도권 광역급행철도 도입 사전타당성조사 용역 보고회' 에서 인천국제공항과 경기 김포시에서 출발한 뒤 부천에서 합류해 경기 하남까지 이어지는 Y자 노선을 최적의 노선으로 선정했다고 밝혔다. 해당 노선의 시 용역 B/C값은 1.03으로, 경제성을 확보한 것으로 나타났다. 사업비는 약 10조 781억원으로 추정된다.[12][13] 역 목록은 다음과 같다. #[인천시노선도]

2021년 1월 13일, 유동수 국회의원(더불어민주당, 계양갑)은 인천시가 제안한 GTX-D 노선에 대해 국토부 장관·대광위 측에 지속적으로 접촉하며 건의 중에 있다고 밝혔다.#

2021년 1월 25일, 인천지역 시민단체인 '인천공항경제권시민연대'는 인천공항행 GTX-D와 서울 지하철 2호선 청라연장 사업 (즉 원종홍대선 청라국제도시역 연장) 동시이행 방안을 제안했다. 시민연대는 "이 제안이 반영되면 인천공항행 GTX-D 노선의 건설비용을 최소 1조 6500억 원 이상 절감할 수 있고, 추후 GTX-D와 제2공항철도의 선로 공유를 통해 제2공항철도의 사업성 또한 월등히 높게 확보할 수 있으며, 사업기간 또한 대폭 줄일 수 있다"고 밝혔다.[시민단체노선도]#