Připravovaná modernizace zahrnuje výstavbu nové nádražní budovy, která bude zároveň součástí přilehlého dopravního terminálu. Půjde o prosklený a zčásti dvoupatrový objekt. V přízemí se vybudují pokladny, obchodní prostor a sociální zázemí. Uprostřed haly budou eskalátory vedoucí do vyvýšené části s lavičkami pro cestující a dalším komerčním prostorem. Po dobu výstavby nové budovy bude zázemí pro veřejnost zajišťovat provizorní čekárna pro 250 osob.

Zásadní přestavbou projde kolejiště ve stanici, koleje se prodlouží, postaví se nová nástupiště a jejich zastřešení. Stávající podchod se rozšíří a zároveň prodlouží, aby propojil přednádraží s Myslínovou ulicí. Bezbariérový přístup k vlakům zajistí výtahy.

Dojde i k rekonstrukci části trati z Brna-Maloměřic až po Kuřim. Komfort cestujících pomůže zvýšit nový informační a orientační systém nejen přímo v královopolské stanici, ale také na zastávkách Brno-Lesná, Brno-Řečkovice a Česká.

Součástí stavby bude rovněž obnova 13 mostů, 10 propustků, silničního nadjezdu a pěti opěrných zdí. Stanice získá i nové zabezpečovací zařízení. Rekonstrukce železničního spodku a svršku umožní průjezd stanicí rychlostí 120 km/h.

Hodnota stavebních prací činí 2 947 820 093 Kč. Stavba je navržena na spolufinancování Evropskou unií z Fondu soudržnosti v rámci Programu Doprava 2021-2027. Národní financování zajišťuje Státní fond dopravní infrastruktury.