Alle drei Untervarianten – A1, A2 und A4 – starten am Hauptbahnhof. Bei A1 geht es über die Südunterführung, Poppelsdorfer Allee, Baumschulallee, Endenicher Allee, Wesselbahnweg, über das Endenicher Ei, den Hermann-Wandersleb-Ring zur Provinzialstraße. Die Untervariante A2 unterscheidet sich in der Streckenführung am Hauptbahnhof. Hier würde die Bahn stadtauswärts eingleisig über die Poppelsdorfer Allee bis zur Baumschulallee und dann in die Endenicher Allee weiterführen, stadteinwärts ebenfalls eingleisig über Colmant- und Quantiusstraße. Bei der Alternative A4 handelt es sich um einen Bürgerantrag, der die Bahn wie bei der Möglichkeit A1 dann aber ab Wiesenweg parallel zur Autobahn bis zur Provinzialstraße vorsieht.

Denkbar wäre auch laut Gutachter eine Kombination der Variante A1 mit einer unterirdischen Führung aus Richtung Stadthaus mit Rampe bis zur Baumschulallee als Variante A3.

Sowohl den Trassen A1 als auch A2 bescheinigt die Studie eine grundsätzliche Machbarkeit. Sie sind beide 3,6 Kilometer lang, die Reisegeschwindigkeit beträgt 16,3 Stundenkilometer, aber nur rund elf Prozent können als Mischspur mit dem Individualverkehr umgesetzt werden. Im Einzugsbereich von A1 bis A3 leben jeweils 8720 Einwohner. Die Variante A4 wird nicht weiter untersucht, da für die Realisierung der Abriss mehrerer Gebäude in Endenich erforderlich wäre und auch nur etwa 6000 Menschen im Einzugsgebiet wohnen.

Diese Alternative würde von der Thomas-Mann-Straße und dem Hauptbahnhof über die Nordunterführung, Herwarthstraße, Endenicher Straße, Endenicher Ei und Wandersleb-Ring zur Provinzialstraße verkehren. Diese Variante hat laut Gutachter erhebliche Nachteile. Zum einen müsste vor dem Hauptbahnhof ein Richtungswechsel der Bahnen erfolgen, was bereits an den zu geringen Platzverhältnissen scheitert bzw. nur mit einer Wendeanlage umsetzbar wäre, was erheblichen Zeitverlust bedeuten würde. Außerdem mangelt es der Nordunterführung an der erforderlichen Durchfahrtshöhe.

Beide Varianten C1 und C2 würden nicht am Hauptbahnhof entlangfahren, sondern von der Thomas-Mann-Straße in die Rabinstraße abbiegen und in einem Tunnel die DB- und Stadtbahngleise unterqueren. Diese Linienführung würde die geplante neue Unterführung für Radfahrer und Fußgänger ab dem Alten Friedhof nicht tangieren. C1 würde nach der Unterquerung der Bahngleise über die Endenicher Straße, Endenicher Ei und den Hermann-Wandersleb-Ring zur Provinzialstraße führen. C2 würde nach den Gleisen auch noch die Viktoriabrücke unterqueren und dann über Nidegger- und Karlstraße auf die C1-Trasse gelangen.

C3 würde wie C1 verlaufen, allerdings über die künftige Rampe vom Kreisel am Alten Friedhof auf die Viktoriabrücke fahren.

C4 würde auf die Wesselbahntrasse abzweigen und könnte damit den neuen Uni-Campus Poppelsdorf und das westliche Poppelsdorf mit erschließen.

Die Varianten C1 und C2 wären machbar, dabei wurde auch die Geh- und Radwegeführung im Bereich der derzeitigen Sanierung der Viktoriabrücke einschließlich der Zuwegung über die neue Rampe berücksichtigt. Die Streckenlänge liegt zwischen 3,7 und 3,9 Kilometern. Vorteil von C1 wäre, dass keine Abschnitte im Mischverkehr laufen, während bei C2 rund 14 Prozent im Mischverkehr mit dem Individualverkehr notwendig wären. Beide Varianten lassen sich mit 16,4 Stundenkilometern bewältigen.

Die Alternative C3 über die Viktoriabrücke ist nicht umsetzbar, da die Brückenkonstruktion darauf nicht ausgelegt ist und außerdem die für den Bahnverkehr einzuhaltenden Mindestradien eine Straßenbahntrasse in der Einmündung der Rampe auf die Brücke nicht zulassen.

Das Einzugsgebiet von C1 und C2 umfasst 8249 Einwohner. Beide Alternativen hätten noch den Vorteil, dass das künftige Entwicklungspotential an der Karlstraße und dem ehemaligen Schlachthofgelände mit erschlossen werden könnte.

C4 ist mit allen C-Varianten kombinierbar und würde zusätzlich noch einmal 1215 Einwohner mit erschließen. 

Die Trasse von D1 verläuft zweigleisig durch die Nordunterführung und schwenkt dann über Herwarth- und Bachstraße in die Variante A1 ein. D2 nimmt den Weg wie A2, jedoch stadtauswärts eingleisig über die Nordunterführung. Beide Alternativen haben laut Gutachter aufgrund des erforderlichen Richtungswechsels vor dem Bahnhof erhebliche betriebliche Nachteile.

Die beiden Varianten E1 und E2 sind lediglich als Ideenskizzen in der Machbarkeitsstudie aufgenommen, weil sie größere Grundstücksflächen des Uni-Geländes in Poppelsdorf in Anspruch nehmen würden und nur gemeinsam mit der Universität und dem Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW weiter zu verfolgen wären.

Die Machbarkeitsstudie schlägt vor, die Varianten A und C zu favorisieren. Für beide wurde daher die Planung vertieft und die Gleisanlagen im Straßenquerschnitt mit eigenen Bahnkörpern und Mischflächen dargestellt. Dabei wurden die unterschiedlichen Reisezeiten berechnet und als Bewertungsmaßstab in die Matrix eingearbeitet. Sowohl von den Reisezeiten als auch von den jeweils erschlossenen Einzugsgebieten lassen sich keine gravierenden Unterschiede feststellen, die bereits jetzt den Ausschluss einer dieser Varianten zulassen.