Przebieg Linia kolejowa nr 201 rozpoczyna się w miejscowości Nowa Wieś Wielka, gdzie rozgałęziają się północne odnogi Magistrali Węglowej, a następnie biegnie niemalże południkowo na północ, gdzie dociera do wschodnich przedmieść Bydgoszczy. Po dotarciu do linii kolejowej nr 18, łączącej Kutno z Piłą przez Toruń i Bydgoszcz, skręca na zachód, po czym obie linie biegną albo równolegle (linia nr 201 obsługuje stacje towarowe) albo tymi samymi torami. Pomiędzy Bydgoszczą Leśną a Rynkowem linia nr 201 skręca na północny wschód, gdzie do Maksymilianowa ma wspólny przebieg z linią kolejową nr 131 (Magistralą Węglową). W Maksymilianowie odbija na północ, skąd ponownie biegnie południkowo aż do Kościerzyny. W Kościerzynie linia skręca na północny wschód w kierunku Gdyni, omijając przeszkody terenowe (np. jeziora). Odchylenia od prostej są największe w samej Gdyni. Na odcinku pomiędzy Gdańskiem Osową a Gdynią Główną ze względu na trudny profil linia została zbudowana od razu jako dwutorowa. Drugim odcinkiem dwutorowym jest położony w węźle bydgoskim odcinek Nowa Wieś Wielka – Maksymilianowo, gdzie drugi tor został dobudowany w 1942.