Der neue, sich über 1,5 Kilometer ausdehnende Abstellbahnhof in Untertürkheim auf dem Areal des heutigen Güterbahnhofs soll künftig mit zwei Gleisen und einem 2,8 Kilometer langen Tunnel an den Tunnel zwischen dem Hauptbahnhof und Obertürkheim angeschlossen werden. Der Abstellbahnhof ersetzt die heute am Rosensteinpark liegende Anlage.
Das Projekt Güterbahnhof ist neben dem Filderabschnitt und Umbauten im Ulmer Hauptbahnhof der einzige Bereich von S 21 und der Neubaustrecke, der noch nicht genehmigt ist. Die Bahn hatte die bereits ausgelegten Pläne 2010 zurückgezogen, um die Spurpläne zu modifizieren. Zudem werde ein neues Lärmschutzgutachten erarbeitet, hieß es damals. Mehrere Seiten, darunter auch die Stadt Stuttgart, haben bemängelt, dass die Belange der Anwohner nicht ausreichend berücksichtigt worden seien. Beide Punkte würden laut Kommunikationsbüro Eingang in den Fortgang des Planfeststellungsverfahren finden, „sobald sie bahnintern final abgestimmt sind“.
Erforderlich ist auch ein Artenschutzkonzept, weil in dem bestehenden Gleisbett zwischen Augsburger Straße und Benzstraße zahlreiche Eidechsen leben. An dem ursprünglichen Bahn-Konzept, sie aufzusammeln und in einer Voliere wieder auszusetzen, wurde seitens der Naturschutzverbände massive Kritik geübt.
Nach den Terminplänen soll mit den Rohbauarbeiten für den Abstellbahnhof im Jahr 2017 begonnen werden. Zuvor muss das Verfahren bis zur Genehmigung der Pläne durch das Eisenbahn-Bundesamt abgewickelt werden. Der Bereich sei nicht auf einem „zeitkritischen Pfad“, heißt es.