Der ZVV und die SBB streben im Rahmen der 4. Teilergänzungen der Zürcher S-Bahn einen Angebots- und Infrastrukturausbau an. Mit diesem werden in Marthalen zukünftig 200 Meter lange Doppelstockzüge anhalten können. Der Bahnhof Marthalen wird erneuert und ein Stellwerk sowie die gesamte Bahnhoferschliessung neu erstellt. Das Projekt kostet rund 29 Millionen Franken und wird in den Jahren 2013 bis Mitte 2015 realisiert. Die Inbetriebnahme des neuen Bahnhofs Marthalen erfolgt voraussichtlich Ende 2014. Am Wochenende vom 4.–5. Mai 2013 installiert die SBB eine neue Personenunterführung.
Während diesem Wochenende ist der Streckenabschnitt Andelfingen–Marthalen unterbrochen und Busse ersetzen die Züge. Die S16, die S33 und die SN3 verkehren nach einem Spezial-Fahrplan und fahren frühzeitig in Schaffhausen ab. Die Anschlüsse werden abgewartet.
Der Online-Fahrplan auf www.sbb.ch ist angepasst. Zusätzlich informiert die SBB mit Plakaten an den Bahnhöfen und mit Durchsagen in den Zügen. Detaillierte Auskünfte erhalten Kundinnen und Kunden an den Bahnschaltern, unter www.sbb.ch/166 sowie 24 Stunden am Tag über das SBB Contact Center 0848 44 66 88 (0.08 CHF/Min. ab Schweizer Festnetz). Durch die Bauarbeiten können erhöhte Lärmemissionen entstehen. Die SBB setzt alles daran, die Lärmbelastung und die Einschränkungen auf ein absolutes Minimum zu reduzieren und bittet die Anwohnerinnen und Anwohner sowie Kundinnen und Kunden um Verständnis.