Das Konzept «S-Bahn Zürich, 4. Teilergänzungen» wurde vom SBB-Verwaltungsrat genehmigt. Mit den 4. Teilergänzungen planen die SBB, der Zürcher Verkehrsbund (ZVV) sowie die umliegenden Kantone eine nachfragegerechte Weiterentwicklung der S-Bahn im Grossraum Zürich. Das Konzept sieht sowohl die Einführung neuer S-Bahnlinien als auch die Verlängerung und die Verdichtung von bestehenden Linien vor.

Seit der Einführung der S-Bahn Zürich im Jahr 1990 haben sich die Passagierzahlen mehr als verdoppelt. Das bestehende System hat seine Kapazitätsgrenzen erreicht. Im Rahmen der 4. Teilergänzungen haben die SBB, der ZVV und die umliegenden Kantone ein Konzept ausgearbeitet, um der rasant steigenden Nachfrage gerecht zu werden und den entstehenden Engpässen entgegenzuwirken. Der Verwaltungsrat der SBB hat das Konzept am 2. Dezember 2009 genehmigt.

Die 4. Teilergänzungen umfassen sowohl die Einführung neuer S-Bahn-Linien als auch die Verlängerung und Verdichtung bestehender Linien. Damit sollen häufigere Fahrmöglichkeiten und mehr Direktverbindungen geschaffen sowie die Reisezeiten verkürzt werden. Die geplanten Angebots- und Infrastrukturerweiterungen werden auf nationale und regionale Grossprojekte wie die Durchmesserlinie zwischen Altstetten–Zürich HB–Oerlikon und die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur abgestimmt.

Das Angebot der 4. Teilergänzungen soll in drei Etappen umgesetzt werden. Die Inbetriebnahmen sind im Dezember 2013, Dezember 2015 und zirka im Jahr 2018. Die Etappe 1 umfasst ein neues Anbebotskonzept am linken Zürichseeufer, March, Glarnerland und Zug. Die Etappe 2 beinhaltet den Ausbau diverser Korridore im Zulauf zum Knoten Zürich. Die Etappe 3 umfasst Angebotsverbesserungen im Korridor Zürich–Winterthur sowie in Winterthur und Umgebung.

Der Ausbau des Angebots im Rahmen der 4. Teilergänzungen erfordert weitere Züge. Im Hinblick darauf hat der Verwaltungsrat der SBB im Juni 2008 die Beschaffung von 50 Doppelstock-Triebzügen beschlossen. Die Fahrzeuge der 3. Generation von Doppelstock-Triebzügen hat die SBB bei der Firma Stadler in Auftrag gegeben.

Die Gesamtkosten der Infrastrukturausbauten für die 4. Teilerneuerungen werden auf 450 Millionen Franken geschätzt. Diese Kosten werden durch die beteiligten Kantone, den Infrastrukturfonds des Bundes und durch die SBB finanziert.