W 2017 PKP PLK podpisały umowę na wykonanie projektu modernizacji tego odcinka w ramach której m.in. dobudowany ma zostać drugi tor oraz podniesiona prędkość maksymalna Ełk – Olecko – Suwałki – granica państwa (linie kolejowe , i ). W grudniu 2017 PKP PLK podpisały umowę na opracowanie studium wykonalności modernizacji tego odcinka. Podniesienie prędkości maksymalnej do minimum 160 km/h dla pociągów osobowych wymagało będzie wytyczenia linii w większości nowym szlakiem. Trasa ma zostać zelektryfikowana oraz ma zostać dobudowany drugi tor. Planowana jest łącznica omijająca stację Olecko. W stosunku do polskiego odcinka Rail Baltiki używa się oznaczenia E 75 – europejskiego korytarza transportowego Warszawa – Trakiszki, łączącego się w Warszawie z korytarzami E 20 oraz E 65. Niemniej zgodnie z wydaniem czwartym z 2020 r. Umowy Europejskiej o głównych międzynarodowych liniach kolejowych (AGC) przebieg linii E 75 na terenie Polski to: Warszawa – Białystok – Sokółka – Suwałki – Trakiszki.