Der Projektperimeter der Entflechtung Basel–Muttenz reicht vom Stadion St. Jakob bis zum Bahnhof Muttenz. Die fünf baulichen Hauptelemente sind von Basel Richtung Muttenz gesehen Anpassungen an der Birsbrücke und am Perron St. Jakob, ein Neubau der Stützmauer am Hang Schänzli, eine neue Donnerbaumbrücke für S-Bahn-Züge, ein Neubau der Velo- und Fussgänger-Passerelle Hagnau sowie Ausbauten am Bahnhof Muttenz inklusive einer Umfahrung im südlichen Bereich des Rangierbahnhofs Basel für die Güterzüge.

In der Ausfahrt des Güterbahnhofs wird die bestehende, zweispurige Birsbrücke beidseits je um rund einen Meter verbreitert, um genügend Platz für eine neue Weichenverbindung zu erhalten. Zudem wird die Brücke Richtung Süden mit einer zwei Meter hohen Lärmschutzwand ausgestattet. Der östliche Bereich des Eventperrons St. Jakob Park wird auf einer Länge von rund 30 Metern um bis zu sieben Zentimeter erhöht, um der leicht angepassten Gleislage zu entsprechen.

Um das Gewicht der neuen S-Bahn-Auffahrt zur Donnerbaumbrücke und die Last der Züge abstützen zu können, muss die SBB die bestehenden Stützmauern im Hang Schänzli teils neu errichten. Um eine wuchtige, hohe Wand zu vermeiden, setzt die SBB eine gestaffelte, begrünte Lösung um, mit Magerwiesen und einer Begrünung der oberen Mauer mit «Wildem Geissblatt», welches unter anderem Nistplätze für Vögel bietet. Die S-Bahn-Auffahrt erhält auf ihrer Südseite eine durchgehende zwei Meter hohe Lärmschutzwand.

Die Grafik zeigt die neue Donnerbaumbrücke. Die rund 360 Meter lange, einspurige Bahnbrücke wird beim Donnerbaumquartier die drei bestehenden Streckengleise der Hauptausfahrtsstrecke überspannen. So können die aus dem Güterbahnhof kommenden S-Bahn-Züge die drei Gleise der Hauptausfahrtstrecke überqueren, ohne dass andere Züge ihre Durchfahrt abwarten müssen. Die Donnerbaumbrücke erhält auf ihrer Südseite eine durchgehende zwei Meter hohe Lärmschutzwand.

Die heutige Passerelle (Fussgänger- und kantonale Veloverbindung Freuler) würde in das sogenannte Lichtraumprofil des Gleises ragen, welches über die neue Donnerbaumbrücke führt. Das bestehende Bauwerk wird darum abgebrochen und eine neu gestaltete Passerelle erstellt, in höherer Lage samt den integrierten Leitungen, unter anderem für die Wasserversorgung. Die neue Passerelle ist so gestaltet, dass sie trotz der höheren Lage über eine weniger steile Neigung verfügt als die bestehende Passerelle. Sie entspricht so den neusten Vorgaben des Behindertengleichstellungsgesetzes. Die Fussweg- und Veloverbindung wird während der gesamten Bauzeit aufrechterhalten.

Der bestehende 218 Meter lange Perron Gleis 4 wird abgebrochen und ein neuer 230 Meter langer Perron erstellt, inklusive eines neuen 73 Meter langen Perrondachs. Am neuen Perron Gleis 4 halten künftig die von der Donnerbaumbrücke her kommenden S-Bahn-Züge.

Östlich der bestehenden Personenunterführung wird eine neue leicht breitere und höhere Unterführung erstellt und danach die alte Unterführung abgebrochen. Der behindertengerechte Zugang zu den Zügen ist während der ganzen Bauzeit gewährleistet.

Auf dem Bahnhofplatz erstellt die SBB einen provisorischen Bushof, beziehungsweise verschiebt Haltekanten und nimmt Strassenbelagsarbeiten vor. So gewinnt die SBB Platz, um die vorgefertigten Betonelemente der neuen Personenunterführung einzuschieben, wofür – dank diesem Platz – einzig zwei Sperrwochenenden nötig sind. Um Synergien zu nutzen, legt die SBB zudem auf dem Bahnhofplatz bereits ausgewählte Werkleitungen für den definitiven Bushof. Diesen realisiert der Kanton Basel-Landschaft danach im Rahmen eines separaten Projekts.

Im Bereich des Rangierbahnhofs entstehen durch Gleisumbauten zwei neue ca. 2 Kilometer lange Gütergleise. Über diese werden künftig Güterzüge aus Deutschland, Frankreich und den Rheinhäfen geführt. Das erlaubt, Güter- und S-Bahn-Verkehr besser zu trennen. Insbesondere ermöglicht es, das Gleis 4 im Bahnhof Muttenz, welches heute primär von Güterzügen befahren wird, künftig für alle S-Bahn-Zugshalte Richtung Liestal respektive Fricktal zu nutzen.

Um das künftige Angebot im Güter- und Personenverkehr abwickeln zu können, ist ein neues Stellwerk notwendig. Für dieses erstellt die SBB am westlichen Ende des Perrons Gleis 4 ein neues Bahntechnikgebäude und integriert darin gleichzeitig den Mittelspannungstransformator. Dieser ist zurzeit in einem Technikgebäude am Perron Gleis 4 platziert. Dessen Aufhebung schafft Platz für den künftigen Fussweg Grenzacherbrücke–Perron Gleis 4.