Angesichts seiner systemspezifischen Relevanz für eine sichere und zuverlässige Verkehrsabwicklung ist dem baulichen Zustand der vorhandenen Schienenverkehrsinfrastruktur besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Vor diesem Hintergrund wird zwischen Oberbau-, Untergrund-, Brücken- und signaltechnischen Mängeln unterschieden. Der jährlich durch den Deutsche Bahn AG Konzern zu erstellende Infrastrukturzustands- und Entwicklungsbericht weist 578 entsprechende Mängel für das Jahr 2016 aus. Dies entspricht einer Reduktion um etwas mehr als ein Drittel gegenüber Vorjahr (786 Mängel). Die zur Behebung der Mängel notwendige sogenannte Störbestehenszeit betrug 2016 10,3 Millionen Minuten (+ 6,2 Prozent gegenüber 2015). Gleiches gilt auch für die Gesamtanzahl der auftretenden Störungen, die 2016 leicht auf den Wert von 190.266 pro Jahr stieg (+ 1,6 Prozent gegenüber 2015). Das Alter der Gleise und Weichen beträgt in Deutschland etwa 20 Jahre und ist seit langem konstant geblieben. Bei den Brücken beträgt im Jahr 2016 das durchschnittliche Alter 57 Jahre, was seit vielen Jahren erstmals eine leichte Verjüngung des Alters bedeutet. [DBAG17d, S. 19][DBAG17d, S. 19]

Die größte Herausforderung hinsichtlich Betrieb und Unterhalt des Schienennetzes ergibt sich aus der prognostizierten zukünftigen Verkehrsbelastung. Bereits heute wird eine stark heterogene Aufkommensverteilung verzeichnet. Diese führt insbesondere auf einzelnen Hauptabfuhrstrecken wie vor allem der Nord-Südkorridor von Hamburg-Hannover / Bremen-Hannover und weiter über Fulda-Frankfurt-Mannheim nach Basel und der Verbindung Frankfurt-Nürnberg-Passau bereits heute zu Vollauslastungen beziehungsweise Kapazitätsengpässen auf einigen Streckenabschnitten, siehe Abbildung 1. Verkehrsprognosen, speziell mit Blick auf Hafenhinterlandtransporte, sagen eine erhebliche Steigerung der Trassennachfrage voraus. So erwartet das Bundesverkehrsministerium ( bis zum Jahr 2030 ein Wachstum des Schienenpersonenverkehrs um 19,2 Prozent gegenüber dem Jahr 2010. [BMVI16d, S. 56] Im selben Zeitraum wird für den Schienengüterverkehr eine Steigerung von 42,9 Prozent prognostiziert, wodurch die schon heute hoch belasteten Strecken ihre Leistungsfähigkeitsgrenze erreichen könnten [BMVI16d, S. 55ff.].

Mit Hilfe eines zeitgerecht realisierbaren Wachstumsprogramms, welches das bereits in seiner Umsetzung befindliche Sofortprogramm Seehafen-Hinterland-Verkehr II ergänzt, strebt die DB Netz AG kurz- bis mittelfristige Infrastrukturkapazitätserweiterungen an, die dazu dienen sollen, die prognostizierten Aufkommenssteigerungen in vollem Umfang abwickeln zu können. Neben der Modifikation relevanter Knoten steht hierbei in erster Linie ein nachfragegerechter Ausbau alternativer Laufwege im Vordergrund, um betreffende Verkehrsströme besser auf das vorhandene Schienennetz zu verteilen [DBAG11c, S. 24ff.]. Darüber hinaus befinden sich gegenwärtig zahlreiche weitere Neu- und Ausbauprojekte im Realisierungs- oder Planungsstadium, wobei die Priorisierung entsprechender Vorhaben gemäß dem Bedarfsplan für die Bundesschienenwege erfolgt (vergleiche [BSWAG, Anlage (zu § 1)]). Eine umfassende Aufstellung der jeweiligen Projektfortschritte findet sich in [BMVI16d, S. 155-170]. Anhand der Kriterien "Verkehrliche Effekte", "Umweltwirkungen", "wirtschaftliche Effekte" und "raumordnerische Belange" wurde die Gesamtinvestitionssumme des Bundesverkehrswegplans auf die einzelnen Verkehrsträger verteilt. Bis 2030 fließen Aus- und Neubaumittel in Höhe von 26,7 Milliarden Euro in den Verkehrsträger Schiene und 58,4 Milliarden Euro werden in die Erhaltung des Schienennetzes investiert.