武汉市轨道交通2号线南延线工程呈南北走向，北起2号线一期工程的光谷广场站，经光谷步行街、省中医院、华中科技大学、关山产业园区、光谷火车站、流芳产业园区，南端止于***岭高新六路，线路全长13.35km，均为地下线，设车站10座和***岭停车场1座。2号线南延线采用与2号线一期工程贯通运营方案，主要技术标准相同，控制中心利用硚口路控制中心，新建光谷广场主变电站，车辆、通信、信号等机电系统与2号线保持一致。
2号线南延线工程同步建设光谷广场综合体配套工程，该综合体共开挖地下四层，其中南延线区间位于地下三层，工程内容包括：南延线地下区间、轨道交通9、11号线车站及部分区间、珞瑜路和鲁磨路下穿市政隧道、光谷广场地下公共空间等。光谷广场综合体是南延线重要控制节点工程。
工程工期4.5年，工可***估算131.98亿元，其中2号线南延线***额为101.77亿元，光谷广场综合体配套工程***估算总额为30.21亿元。
2011年1月，武汉市第二轮建设规划——《武汉市城市轨道交通近期建设规划(2010-2017年)》获得国家发改委批复。根据规划，武汉轨道交通近期在延伸轨道交通1、2、4号线的基础上，新建过长江的轨道交通7、8号线一期工程和过汉江的轨道交通3、6号线一期工程，2017年轨道交通建成规模达到215.3km。其中，2号线将从光谷广场延伸至流芳，线路长5.8km，共设车站4座，设流芳停车场一处。
2012年6月12日，武汉市***批复了《武汉市新城区轨道交通(地方铁路)线网规划和 “十二五”建设规划》，该规划明确了2号线由光谷广场经流芳延伸至***岭，并提出机场线由2号线向北延伸引入天河机场。据此，2号线由一期工程、南延线和北延线三个部分组成。2号线一期工程线路长27.7km，共设车站21座，车辆段、停车场各1处。北延线由2号线一期工程的起点站金银潭站向北延伸到天河机场，总长19.8km，设车站7座、停车场1处。南延线则从一期工程终点站光谷广场站向南延伸，经流芳至***岭，线路长13.35km，设车站10座、停车场1处。南延线相对于已经批复的第二轮建设规划，增加了流芳—***岭段线路，该段线路已经纳入了武汉市轨道交通第三轮建设规划—《武汉市城市轨道交通近期建设规划(2014-2020年)》。2号线全长60.85km，共设车站38座、车辆段1处、停车场3处，控制中心采用硚口路控制中心。
2号线全线将采取贯通运营方式，同时预留了北延机场线贯通3号线运营条件。2号线南延线的建设运营，可以解决一期工程终点站光谷广场站客运压力过大以及接驳29号线客流的问题。29号线是11号线的东段，建设规模19.6km，共设车站13座，29号线的起点站即为光谷火车站，2020年前需要通过与2号线南延线在光谷站换乘来实现与中心城区的衔接。11号线建成后，将串联新汉阳火车站、武昌火车站以及光谷火车站(流芳火车站)，线路全长68km，设站34座。
2号线南延线全部位于东湖新技术开发区，其规划建设需要与城市发展相适应。自从2009年国务院正式批复同意支持武汉东湖新技术开发区建设国家自主创新示范区，东湖示范区的建设上升到国家战略层面，它是继北京中关村科技园之后的第二个国家自主创新示范区。湖北省委、省***，武汉市委、市***高度重视，相继出台了一系列支持东湖新技术开发区建设国家自主创新示范区的政策，形成了省、市统筹支持示范区建设的工作机制。
按照省委省***、市委市***的总体部署，东湖新技术开发区管委会同期组织开展了《东湖示范区发展规划纲要》、《东湖示范区产业发展规划》和《东湖示范区总体规划》三大规划。根据规划，2号线南延线从流芳延伸至***岭，以支持东湖示范区近期重点建设，促进流芳组团的开发建设，使流芳组团真正起到“一主四组团”的支撑中心作用。
2号线南延线呈南北走向，北起2号线一期工程的光谷广场站，经光谷步行街、省中医院、华中科技大学、关山产业园区、流芳火车站、流芳产业园区，南端止于***岭高新六路。线路全长13.35km，全部为地下线，具体走向如下：
2号线南延线出光谷广场站后，向东下穿光谷广场，沿珞瑜路分别在珞雄路、关山大道和光谷大道路口设站，之后线路转向南，沿佳园路布设，在佳园路和光谷创业街路口设佳园路站，然后线路绕避鼎新工业园，下穿武黄城际铁路，转至流芳火车站东侧并行，在规划城际东站房处设站，与轨道29号线(11号线东段)和武黄城际铁路换乘，线路沿黄龙山路在南湖大道处设站，之后线路下穿地块，下穿三环线，沿光谷大道布设，在光谷大道分别设大舒东站、高新四路站，线路南行至高新六路路口，转向东至高新六路，分别在藏龙东街路口、光谷一路路口西侧设站。
