Die S1 verkehrt auf der Gesamtstrecke von Finnentrop über Kreuztal bis Siegen Hbf im 60-Minuten-Takt. Zwischen Lennestadt Hbf und Siegen Hbf wird durchgehend ein 30-Minuten-Takt angeboten, wobei diese Züge zwischen Finnentrop und Hagen als RB 91 Lennetal-Bahn durchgebunden werden.

Im Abschnitt Kreuztal – Finnentrop werden die ehemaligen Haltepunkte "Kreuztal-Krombach", "Benolpe" und "Hofolpe" reaktiviert. In Kreuztal ist zum Zwecke einer reibungslosen und rationellen Betriebsabwicklung ein modernes Zentralstellwerk (ESTW) empfehlenswert.

Zwischen Kreuztal und Siegen entstehen neu die Haltepunkte "Buschhütten" und "Siegen-Haardt" mit Außenbahnsteigen. Der Haltepunkt "Siegen-Geisweid" (Mittelbahnsteig) erhält eine neue Zuwegung mittels einer Fußgängerbrücke vom südlichen Bahnsteigende zum Rathaus bzw. Zentrum dieses dicht bevölkerten Siegener Stadtteiles. In "Siegen-Weidenau" wird der bestehende Inselbahnsteig modernisiert und am nördlichen Kopf verkürzt, um eine zweigleisige Ausfädelung der Strecke von Siegen nach Deuz zu ermöglichen. Dazu sind umfangreiche Änderungen der Gleisanlagen mit der Verlegung von Weichenstraßen sowie Anpassungen der Oberleitung und Signaltechnik notwendig.
In Siegen entsteht zur Schienenanbindung des Stadtbereiches Sieghütte/Kaisergarten im Bereich der Bahnüberführung "Hagener Straße" der neue Haltepunkt "Siegen Sieghütte" mit 2 Außenbahnsteigen in Hochlage. Die Zuwegung erfolgt behindertengerecht über Treppen und je einen Aufzug.

Die Gleis- und Bahnsteiganlagen des Siegener Hauptbahnhofes mit Zwangspunkten (schienengleiche Kreuzung von Fahrstraßen, ungünstige Lage der Betankungsanlage für Dieseltraktion) stellen einen Nachteil für eine reibungslose Betriebsabwicklung dar, sind aber grundsätzlich für das vorliegende Betriebskonzept geeignet. Die Gleise 1 und 54 werden hier nur für Verdichtungszüge in der Hauptverkehrszeit benötigt. Zur Attraktivitätssteigerung ist in jedem Fall eine neue, behindertengerechte Unterführung vom Bahnhofsvorplatz bis hin zum Berufsschulzentrum mit direkten Bahnsteigzugängen zu errichten. Die Bahnsteige sind zu erhöhen, die vorhandene Stellwerkstechnik (DrS) ist entsprechend zu ergänzen.

Im Streckenabschnitt Siegen - Wissen wird zur besseren Erschließung der Haltepunkt "Siegen-Heidenberg" neu gebaut. Die Haltepunkte "Schwelbel" und "Siegenthal" (ehem. "Kleehahn") werden in zeitgemäßer Form mit Außenbahnsteigen wieder eingerichtet. Der Bahnhof "Wissen" wird bereits im Rahmen eines Modellprojektes des Landes Rheinland-Pfalz zu einem sogenannten Regiobahnhof mit optimaler ÖPNV-Verknüpfung umgebaut. Hier enden die S3 und auch die von Köln-Nippes kommende S12 (Endpunkt bislang Au/Sieg) Kopf an Kopf am 3. Bahnsteiggleis und bieten eine Verknüpfung untereinander sowie stündlich zum RE Rhein-Sieg-Express.

Die S2 verkehrt zwischen Hilchenbach – Kreuztal - Siegen Hbf und Dillenburg im 60-Minuten-Takt mit Verdichtungen in der Hauptverkehrszeit. Der Streckenabschnitt Hilchenbach – Kreuztal wird für eine Fahrgeschwindigkeit von 80 km/h modernisiert, die Haltepunkte werden aufgewertet. Im Bahnhof "Dahlbruch" wird die Bahnsteig- und Gleisanlage bedarfsgerecht umgebaut.

In Kreuztal besteht stündlich gegenseitig Anschluß an den IRE Main-Sieg-Ruhr-Express. Zwischen Kreuztal und Siegen Hbf wird die Strecke der S1 mit den bereits beschriebenen Änderungen und einer Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h benutzt. In Siegen Hbf wechseln die Züge der S2 jeweils die Fahrtrichtung.

Im Siegener Stadtgebiet entstehen unter Anpassung des eingleisigen Streckenabschnittes und der Fahrstraßeneinfädelung in Kaan-Marienborn die Haltepunkte "Siegen-Hain" (Außenbahnsteig mit neuen Zuwegungen über Hessische Straße und Brüderweg, gegenüber des ehem. Bahnhofs "Siegen-Ost") und "Siegen Kaan-Marienborn" (Außenbahnsteig in Höhe des Güterbahnhofes/Ladestraße) neu. Dieser Haltepunkt erhält einen Bushalteplatz für die Anbindung der Buslinien nach Breitenbach, Feuersbach sowie in Richtung Wilnsdorf. Der ehemalige Haltepunkt "Wilnsdorf-Niederdielfen" wird mit Außenbahnsteigen reaktiviert. Wilnsdorf, Wilgersdorf sowie das obere Johannland mit Irmgarteichen und Hainchen werden durch zwei neue Shuttle-Buslinien an den bestehenden Haltepunkt "Wilnsdorf-Rudersdorf" angebunden. Der Haltepunkt "Dillbrecht-Fellerdilln" erhält eine angerampte Fußgängerunterführung zum Mittelbahnsteig und verbesserte Zuwegungen.
Im Abschnitt Haiger – Dillenburg, der durch die RB Hellertalbahn mitbedient wird, entsteht in Höhe "Kurhaus" neu der Haltepunkt "Dillenburg Nord" mit Außenbahnsteigen. In Dillenburg besteht Übergangsmöglichkeit zum RE Rhein-Sieg-Express nach Gießen. In Dillenburg besteht außerdem gegenseitig Anschluß an die RB in Richtung Gießen.