El tram entre Sant Feliu i Palamós seria el segon en importància de tota la xarxa pel que fa a nombre de viatgers i d'estacions, amb un increment notable d'usuaris durant l'estiu, i també amb un flux important de viatgers amb origen o destinació a Girona. A Sant Feliu de Guíxols, l'Ajuntament va demanar que l'estació es mantingués als afores, sense entrar al nucli urbà, deixant oberta la possibilitat de fer una llançadora a part que portés els viatgers al centre de la ciutat. Després, el tren pararia a Castell d'Aro i es dirigiria cap a Platja d'Aro, resseguint la carretera de la costa i amb diverses parades, com per exemple a Sant Antoni. A Palamós, hi entraria per tenir una estació a l'hospital comarcal, si bé les característiques de la trama urbana obligarien a separar les dues vies en dos carrers diferents, un d'anada i l'altre de tornada.

Entre Palamós i Palafrugell es passaria prop del camí ral, però hi ha el problema que l'Ajuntament de Mont-ras no ha donat suport a aquesta proposta. El tram entre Palafrugell i Flaçà també seria un dels menys viables, i que s'hauria de deixar per a fases posteriors, ja que el volum de viatgers previstos és menor que en els altres trams. El tren seguiria la carretera C-66, entrant a la Bisbal per la ronda sud, i parant a Púbol, la Pera i acabant a l'estació de Renfe de Flaçà.