โครงการรถไฟความเร็วสูงช่วงกรุงเทพมหานครหนองคาย เป็นหนึ่งในโครงการโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญของประเทศไทย ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อยกระดับระบบขนส่งและเศรษฐกิจของประเทศ โดยมีประโยชน์ที่สำคัญดังนี้:
1. การเดินทางที่รวดเร็วและสะดวกสบาย เมื่อโครงการเสร็จสมบูรณ์ภายในปี 2575 ประชาชนจะสามารถเดินทางจากสถานีกลางกรุงเทพอภิวัฒน์ไปยังสถานีหนองคายได้ภายในเวลาเพียง 3 ชั่วโมง 30 นาที (ประมาณการเบื้องต้น)
2. เส้นทางนี้จะเชื่อมต่อกับรถไฟลาว-จีน ทำให้สามารถเดินทางจากกรุงเทพฯ ผ่านเวียงจันทน์ ไปยังคุนหมิง ประเทศจีน ได้อย่างต่อเนื่อง เมื่อสะพานมิตรภาพไทย-ลาว หนองคาย-เวียงจันทน์ แห่งที่ 2 จังหวัดหนองคาย ก่อสร้างแล้วเสร็จ
3. ส่งเสริมเศรษฐกิจและการลงทุน ช่วยกระตุ้นเศรษฐกิจในพื้นที่ต่าง ๆ ตามแนวเส้นทาง
4. ส่งเสริมการท่องเที่ยว การเดินทางที่สะดวกสบายและรวดเร็ว จะช่วยดึงดูดนักท่องเที่ยวทั้งชาวไทยและชาวต่างชาติให้มาเยือนภาคตะวันออกเฉียงเหนือมากขึ้น โดยเฉพาะในจังหวัดที่มีแหล่งท่องเที่ยวสำคัญ เช่น นครราชสีมา ขอนแก่น อุดรธานี และหนองคาย
5. พัฒนาเมืองและชุมชน พื้นที่โดยรอบสถานีรถไฟความเร็วสูงมีแนวโน้มที่จะได้รับการพัฒนาเป็นศูนย์กลางเศรษฐกิจและชุมชนใหม่ ๆ ซึ่งจะช่วยกระจายความเจริญจากกรุงเทพฯ ไปยังภูมิภาคอื่นของประเทศ