羽田空港アクセス線は大きく「東山手ルート：羽田空港から東京駅方面」、「西山手ルート：羽田空港から新宿駅方面」、「臨海ルート：羽田空港から新木場駅方面」の3ルートが計画されている。
（画像出典：JR東日本グループ経営ビジョン 変革2027）
西山手ルートが最重要
このうち最初に東山手ルートから建設されることとなっているが、最も需要が大きいのは西山手ルートであろう。東京西部には池袋、新宿、渋谷というターミナルが連なり、そこを起点とする東武東上線、西武池袋線、西武新宿線、中央線、京王線、小田急線、京王井の頭線、東急田園都市線、東急東横線などの路線から羽田空港への需要は非常に大きいと予想される。現在、東京西部から羽田空港への鉄道アクセスは非常に不便だから、本来は西山手ルートを先に建設すべきである。
西山手ルートは多くの沿線住民に恩恵をもたらす。南武線沿線は「南武線の羽田空港延伸」の恩恵を受ける。
東京湾海底トンネル構想
羽田空港アクセス線の完成後は、東京湾にトンネルを掘り千葉県房総半島と結ぶことが望ましい。これにより木更津、君津から東京への鉄道アクセスが飛躍的に向上する。高速バスに惨敗している館山方面も特急を復活させることができるだろう。
（Google Earthで作成）
○各ルートの運行系統○
東山手ルート
東山手ルートは大汐線を用いたルートであり、東海道本線と浜松町～田町駅付近で合流する。この付近は東海道新幹線をクロスするために一旦地下に潜るが、その部分は単線になることが公式に発表されており、そのため、列車は片方向毎時4本が想定されている。上野東京ラインの一部列車が割り振られることになろう。具体的には、常磐線方面2本、宇都宮・高崎線方面が2本とするのが良いであろう。
・宇都宮線：蓮田ー羽田空港：15両✕1本
・高崎線：上尾ー羽田空港：15両✕1本
・常磐線快速：取手ー羽田空港：15両✕1本
・常磐線中電：土浦ー羽田空港：15両✕1本
さらに、いずれかの列車の1分後続行とすることで単線行き違い区間の閉塞時間をできるだけ少なくし、房総方面の特急のスジを毎時1本確保することもできよう。東京～羽田空港～木更津～館山の特急の復活である。
一方で問題としては、朝ラッシュ時は東海道線の容量に空きがなく、東京駅まで直通できないことがある。しかしながら朝ラッシュ時のみ東山手ルートを運転しないのでは不便である。そこで、田町～浜松町付近の地下区間において、横須賀線へ接続する分岐線を建設すべきである。こうすることで朝ラッシュ時のみ横須賀線の東京駅に発着するようにすれば良いだろう。
西山手ルート
西山手ルートは埼京線と一体的に運行すべきである。具体的には、埼京線列車のうち毎時6本を羽田空港へ直通させる。埼京線は赤羽～渋谷で毎時12本確保されるべきであるが、その半数を羽田空港に向かわせるべきである。なお、埼京線ｰりんかい線の運行は品川経由の新線とすべきであり、相鉄と埼京線との直通は即刻廃止すべきである。詳細は「埼京線改善案」を参照。
・埼京線：快速：川越ー羽田空港：10両✕3本
・埼京線：普通：武蔵浦和ー羽田空港：10両✕3本
臨海ルート
臨海ルートは羽田空港からお台場や東京ディズニーランド、幕張メッセなどへの需要が見込めるルートだ。このルートには毎時3本ほど6両編成の「特別快速エアポート千葉」を運行するとよい。併せて「京葉・総武短絡線」の建設を行い、京葉線から千葉駅へ至ることができるようにすべきである。「特別快速エアポート千葉」のうち2本は千葉行きとし、残る1本は武蔵野線に直通して新三郷あたりまで運転すれば千葉県北東部への利便性も向上する。また、羽田空港～舞浜～成田空港を1本で結ぶ成田エクスプレスの運行も行うと良い。
・特別快速：羽田空港ー舞浜ー千葉行き：6両✕2本
・特別快速：羽田空港ー舞浜ー新三郷：6両✕1本
・成田エクスプレス：羽田空港ー舞浜ー成田空港 ：1本
【羽田空港アクセス線・りんかい線 運行系統図】
【羽田空港アクセス線・りんかい線 ダイヤ案】（直通先路線のダイヤは直通列車のみ）