大同到兰州，一般都是走京包线-包兰线（如下图），沿途经过的主要地点有：从大同出发，走集宁（乌兰察布）、之后穿过旗下营隧道到达呼和浩特、经包头、临河（巴彦淖尔）、乌海、石嘴山、银川、青铜峡、中卫、过包兰第一个隧道胜金关隧道，之后到景泰、白银、穿过崇山，最后在东岗镇过黄河，过东岗隧道，到达兰州。
火车目前没有大同直达兰州，可以在呼和浩特换乘。
沿途各市简介（区县乡村就不列举了，比如乌海西站，在行政上是乌海市乌达区，就不列举了）。
大同（晋B）
大同，山西省省辖市，是中国首批24个国家历史文化名城之一、中国首批13个较大的市之一、中国九大古都之一、国家新能源示范城市、中国优秀旅游城市、国家园林城市、全国双拥模范城市、全国性交通枢纽城市、中国雕塑之都、中国十佳运动休闲城市。
大同是山西省省域副中心城市，山西省第二大城市，位于山西省北部大同盆地的中心、晋冀蒙三省区交界处、黄土高原东北边缘，实为全晋之屏障、北方之门户，且扼晋、冀、内蒙之咽喉要道，是历代兵家必争之地，有“北方锁钥”之称。
大同古称云中、平城，曾是北魏首都，辽、金陪都，境内古迹众多，著名的文物古迹包括云冈石窟、华严寺、善化寺、恒山悬空寺、九龙壁等。
大同是中国最大的煤炭能源基地之一，国家重化工能源基地，神府、准格尔新兴能源区与京津唐发达工业区的中点。素有“凤凰城”和“中国煤都”之称。
大同这座有着独特自然地理条件的城市，历经多年的投资与建设，城市绿化与园林覆盖取得明显效果。2014年1月14日，大同市被国家住建部正式命名为“国家园林城市”。
集宁（乌兰察布，蒙J）
乌兰察布市（Ulanqab）地处中国正北方，内蒙古自治区中部，位于北纬39°37′～43°28′，东经109°16′～114°49′。乌兰察布市东部与河北省接壤，东北部与锡林郭勒盟相邻，南部与山西省相连，西南部与首府呼和浩特毗连，西北部与包头市相接，北部与蒙古国交界，国境线长100多公里。乌兰察布系蒙古语，译为“红山口”。
乌兰察布市地理位置优越，内蒙古自治区所辖12个盟市中，乌兰察布是距首都北京最近的城市，是内蒙古自治区东进西出的“桥头堡”，北开南联的交汇点，是进入东北、华北、西北三大经济圈的交通枢纽，也是中国通往蒙古国、俄罗斯和东欧的重要国际通道。
呼和浩特（蒙A）
呼和浩特是内蒙古自治区首府，是内蒙古的政治、经济、文化、科教和金融中心，呼包银城市群核心城市，呼包鄂城市群中心城市。
呼和浩特有着悠久的历史和光辉灿烂的文化，是华夏文明的发祥地之一，旧称为归绥，原为绥远省省会，蒙绥合并后，自治区首府由乌兰浩特迁入呼和浩特。呼和浩特是蒙古语，意为"青色的城市"。呼和浩特是以蒙古族为主体，汉族占多数，回、满、达斡尔、鄂温克等41个民族聚居的城市。有国际列车航线通往乌兰巴托。
呼和浩特是国家历史文化名城、国家森林城市、国家创新型试点城市、全国民族团结进步模范城市、全国双拥模范城市、中国优秀旅游城市和中国经济实力百强城市，被誉为"中国乳都"。同时也是呼包银城市群核心城市，呼包鄂城市群中心城市。
2016年2月23日，呼和浩特在CCTV“中国经济生活大调查”2015年度十大最具幸福感省会城市中名列第六。
包头（蒙B）
包头是内蒙古自治区下辖市、拥有地方立法权的较大的市，是内蒙古的制造业、工业中心及最大城市，呼包银经济带、呼包鄂城市群的中心城市。是中国重要的基础工业基地和全球轻稀土产业中心，被誉称“草原钢城”、“稀土之都”。
包头地处环渤海经济圈和沿黄经济带的腹地，位于蒙古高原的南端，华北地区北部、内蒙古中部，南濒黄河，阴山山脉横贯该市中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三个地形区域。
包头是连接华北和西北的重要枢纽，是中国、内蒙古对外开放的重点发展地区，中国大陆铁路交通枢纽城市之一。
包头是沟通北方草原游牧文化与中原农耕文化之间的交通要冲，公元前307年，赵武灵王在包头地区设九原郡。包头是蒙古语“包克图”的谐音，意为“有鹿的地方”，所以又有鹿城之称，居住着蒙古族、汉族、回族、满族、达斡尔、鄂伦春等31个民族。
临河（巴彦淖尔，蒙L）
巴彦淖尔市，是内蒙古自治区西部的一个新兴城市，“巴彦淖尔”系蒙古语，意为“富饶的湖泊”，位于举世闻名的河套平原和乌拉特草原上，东接包头市，西邻阿拉善盟，南隔黄河与鄂尔多斯市相望，北与蒙古国接壤，交通便利，通讯便捷，气候干燥，气温偏低，自然资源丰富，旅游资源独具特色，是中国恐龙的故乡，被誉为“塞上江南，黄河明珠，北方新城，西部热土”。
乌海（蒙C）
乌海市是内蒙古自治区下辖地级市，1976年由原巴彦淖尔盟的乌达市、伊克昭盟的海勃湾市合并而成，下辖三个县级行政区，分别为海勃湾、乌达和海南，市政府所在地是海勃湾地区。矿产资源非常丰富，有“塞外煤城”的美誉，是中国西北地区重要的煤化工基地之一。乌海市素有“黄河明珠”的美誉，三山环抱，一水中流，民风淳厚，被誉为镶嵌在黄河金腰带上的一颗明珠。国家重点建设项目黄河海勃湾水利枢纽工程于2010年4月开工建设，2013年9月开始蓄水，形成118平方公里水面的“乌海湖”，水面面积是杭州西湖的20倍、宁夏沙湖的5.4倍，届时乌海市将成为依山傍水、水绕城中、特色鲜明的独特格局，环境更加优美，成为名副其实的“黄河明珠”。
乌海市境内资源富集，素以“乌金之海”著称。乌海市煤炭资源丰富，炼焦用煤占内蒙古已探明焦煤储量的60%，经济以能源、化工、建材、特色冶金为主。属于典型的资源型经济。优质焦煤、煤系高岭土、石灰岩、铁矿石、石英砂、白云岩等矿产资源储量大、品位好、易开采、相对集中配套、工业利用价值高。其中，优质焦煤占内蒙古已探明储量的75%，是国家重要的焦煤基地；石灰石远景储量在200亿吨以上，煤系高岭土储量11亿吨以上。潜在的经济价值在4000亿元以上，得天独厚的矿产资源优势为乌海的矿业发展提供了资源保证。
石嘴山（宁B）
石嘴山市是中华人民共和国宁夏回族自治区的地级市，石嘴山因贺兰山脉与黄河交汇之处“山石突出如嘴”而得名，位于宁夏回族自治区北部，介于位于东经105°58′～106°39′，北纬38°21′～39°25′之间，东西宽约88.8公里，南北长119.5公里。石嘴山市 面积5310平方千米，人口745482人（2012年）。
石嘴山市是一座新兴城市，号称“塞上煤城”，生产无烟煤而闻名中外。也是宁夏回族自治区的唯一一个获得“国家森林城市”称号的地级市。
石嘴山市是宁夏回族自治区直属地级市、国家重要煤炭工业城市、宁夏能源重化工和原材料工业基地，号称“塞上煤城”。石嘴山市是宁夏典型的煤炭资源型工业城市，西北重要的工业城市。
银川(宁A)
银川市，简称“银”，是宁夏回族自治区的首府，是全区军事、政治、经济、文化科研、交通和金融商业中心，以发展轻纺工业为主，机械、化工、建材工业协调发展的综合性工业城市。银川地处中国西北地区宁夏平原中部，西倚贺兰山、东临黄河，是发展中的区域性中心城市，中国-阿拉伯国家博览会的永久举办地。
银川是历史悠久的塞上古城，史上西夏王朝的首都，是国家历史文化名城，民间传说中又称“凤凰城”，古称“兴庆府”、“宁夏城”，素有“塞上江南、鱼米之乡”的美誉，城西有著名的国家级风景区西夏王陵。
城市综合竞争力跻身全国百强，荣获全国文明城市、国家节水型城市、国家卫生城市、国家园林城市、国家环保模范城市、中国人居环境范例奖等殊荣，被评为“中国十大新天府”。
青铜峡（宁C）
青铜峡市，隶属宁夏回族自治区吴忠市。位于黄河上游，宁夏平原中部，地处东经105°21′至106°21′、北纬37°36′至38°15′之间。东隔黄河与灵武市、吴忠市利通区相望，南以牛首山为界与中卫市中宁县接壤，西依明长城同内蒙古自治区阿拉善左旗为邻，北与永宁县相连。青铜峡距吴忠市府驻地利通区30公里，距自治区首府银川市54公里。市境东西宽30多公里，南北长60多公里，总面积2445平方公里。总人口276805人(2012年)。政府驻小坝镇。
2011年，青铜峡市综合经济实力名列中国西部百强县(市)第32位，被誉为"塞上明珠"。著名景点青铜峡黄河大峡谷、中华黄河坛等。
中卫（宁E）
中卫市位于宁夏回族自治区中西部，黄河前套之首，被誉为“沙漠水城、花儿杞乡、休闲中卫”。东临吴忠市，南与固原市及甘肃省靖远县相连，西与甘肃省景泰县接壤，北与内蒙古自治区阿拉善左旗毗邻。地形复杂多变，南部地貌多属黄土丘陵沟壑，北部为低山与沙漠。中部黄河冲积平原——卫宁平原得黄河灌溉之利，土地肥沃，物产丰饶，素有“鱼米之乡”的美誉，中卫是“世界枸杞之都”“中国硒砂瓜之乡”。中卫历史悠久，文化厚重，资源丰富，钟灵毓秀。境内风景名胜、文物古迹众多，己挖掘整理的近百处，闻名遐迩的大麦地岩画，世界垄断性旅游资源、国家首批5A景区沙坡头等。
中卫也曾是古“丝绸之路”北线的重要驿站，是汉儒、游牧、伊斯兰、军垦等多元文化的聚集地。中卫正在打造全域旅游城市，国际云端城市，特色产业城市，物流枢纽城市，生态宜居城市。
白银（甘D）
白银市，是甘肃省下辖的一个地级市，位于甘肃省中部，地处黄土高原和腾格里沙漠过渡地带。辖白银、平川两区和靖远、景泰、会宁三县。市政府驻白银区。
海拔1275~3321米。黄河流经全市258千米，流域面积14710平方千米。南部为中温带半干早气候区，北部为冷温带干早气候区。年降水量110~352毫米，年蒸发量2101毫米。
白银矿产资源丰富，主要矿藏有铜、煤、黏土、石灰石、石膏等。
兰州（甘A）
兰州，甘肃省省会，西北地区重要的工业基地和综合交通枢纽，西部地区重要的中心城市之一，丝绸之路经济带的重要节点城市。兰州也是中国七大军区之一的兰州军区和中国18个铁路局之一的兰州铁路局的办公所在地。
兰州市区南北群山环抱，东西黄河穿城而过。具有带状盆地城市的特征，地处黄河上游，年平均降水量360mm，年平均气温10.3℃。
兰州是唯一黄河穿越市区中心而过的省会城市。 2012年8月28日，国务院批复设立西北地区第一个、中国第五个国家级新区——兰州新区。文件中明确提出，要把建设兰州新区作为深入实施西部大开发战略的重要举措，并于2020年将兰州发展为西北地区现代化大都市。
2016年2月23日，兰州在CCTV“中国经济生活大调查”2015年度十大最具幸福感省会城市中名列第五。
截止2016年12月，大同至兰州暂无直达火车班次，可中转，中转方案及经停站详情如下：
