牡图铁路自
图们站向北引出,数跨
嘎呀河,经
汪清、老庙,前越吉林、黑龙江两省界山——
老爷岭,至鹿道。过
东京城后,在宁安前后两跨
牡丹江至
牡丹江市。线路所处地势,南部低而北部高,南半部为山丘地带,以老松岭为最高点,海拔为669.9米;牡丹江高出图们141.5米。北半部略为平原地带。沿线共设置50米以上的桥梁19座,隧道9座,其中最长的是1900米长的北老松岭隧道,其次是1211米长的南老松岭隧道;在新兴至汪清修建两处螺旋形展线。
牡图线是日军继敦图线之后在延边境内的第二条铁路干线,本意为延(延吉)海(海林)铁路。1927年中国政府曾计划修建此线,因资金困难未能实施。因牡图线北接牡佳铁路和滨绥铁路,向南连朝鲜北部海港,九一八事变后,“满铁”获得了筑路权,并把南端起点改在了图们。次年,日方进行了对沿线实质性的勘探。