A város honlapja, a debrecen.hu szerint az első tanulmányterv a lehetséges nyomvonalról 2000-ben készült. A projekttel kapcsolatos tervezési munka megvalósítása érdekében 2004-ben a város - a közgyűlés döntése alapján - az I. Nemzeti Fejlesztési Terv keretében a Regionális Operatív Program forrásaira pályázott, s ennek révén 2006-ban elkészülhettek az első konkrét tervek, melyekben véglegessé vált a nyomvonal is. Év végére elkészültek az engedélyes tervek és megkapták az építési engedélyeket.

A további előkészítés során - a Nemzeti Fejlesztési Ügynökség által biztosított források felhasználásával - a kiviteli terv készítésére a város önkormányzata 2007. december 28-án kötött szerződést. A város közgyűlése 2008. január 31-én döntött arról, hogy Debrecen önkormányzata alakítson konzorciumot a Debreceni Közlekedési Zrt-vel, s közösen adjanak be pályázatot az Európai Unió Kohéziós Alapja által támogatandó nagyprojektre, az új villamosvonal megépítésének támogatására.

A pályázatot végül is 2008. február 29-én nyújtották be az Új Magyarország Program támogatási listája és 2007-2008. évi akcióterve alapján. A brüsszeli döntéshozóknak az új villamosvonal terveit 2008. május 28-án mutatták be Debrecenben. A magyar kormány 2008. június 18-án döntött a nagyprojekt nemzeti támogatásáról, majd 2008. június 30-án továbbította Debrecen pályázatát Brüsszelbe. 2008. szeptember 11-én írták alá a program hazai kormányzati támogatási szerződését, 2008. december 19-én pedig az Európai Bizottság - elsőként a magyar nagyprojektek közül - jóváhagyta a 2-es villamosvonal kiépítésének uniós támogatását.