La nuova stazione Alta Velocità Firenze Belfiore sorgerà su parte dell’area Belfiore-Macelli, adiacente all’attuale area ferroviaria. Il progetto, realizzato da Foster & Partners e Ove Arup & Partners, prevede la costruzione di una struttura, lunga circa 450 metri e larga 50, che avrà un’estensione di circa 45mila metri quadrati e sarà posta fino a 25 metri sotto il livello stradale, con una copertura vetrata sorretta da una struttura in acciaio, elemento architettonico di maggiore rilievo, che si eleverà per circa 18 metri in altezza.
Sarà articolata su quattro livelli: i marciapiedi per l’accesso ai treni, il piano mezzanino (che funzionerà da elemento di distribuzione del flusso dei passeggeri), il piano terra e il primo piano. I primi due livelli saranno in sotterranea mentre il piano primo in elevazione all’interno della copertura, articolata in elementi la cui struttura variabile garantirà il controllo ambientale e acustico, l’illuminazione naturale, il ricambio dell’aria e l’evacuazione dei fumi.

Il Passante AV si estende per circa 7 km in sotterraneo, con due gallerie parallele situate a una profondità media di circa 20 m al di sotto della superficie. Comprende inoltre due tratti terminali emergenti: uno a nord, tra le Stazioni di Firenze Castello e Firenze Rifredi, e l'altro a sud, in prossimità della Stazione di Campo di Marte. Il processo di scavo delle gallerie del Passante AV è affidato a macchine TBM con un diametro di oltre 9 metri. 

Al fine di ottimizzare le fasi di lavoro e contenere i tempi, le gallerie saranno realizzate mediante due frese, che opereranno in modalità alternata per garantire una progressione efficace senza interferenze reciproche.