这趟车从北京出发，经过天津、石家庄、太原、西安、咸阳、宝鸡、兰州、武威、张掖、哈密，到乌鲁木齐。中途在石家庄换向，陕西境内走咸阳-宝鸡线，兰州到乌鲁木齐段走兰新线。

为什么这样走呢？根据12306官网显示，K321北京西站发车，首站天津西约2小时，石家庄站换向后经太原站约4小时，进入陕西后经咸阳、宝鸡到西安约5小时，然后走宝兰线到兰州约5小时，之后经武威、张掖到哈密约6小时，穿越戈壁到乌鲁木齐约10小时。全程28小时，共停靠22个站。石家庄换向是因该站有双机头轨道，必须停车调整机车位置。陕西境内走咸阳-宝鸡线是避让大秦线电气化区段，兰州到乌鲁木齐段走兰新线可直达新疆，比绕行其他线路节省6小时。音频转写可能出现"北京西站发车"变成"北京西发车"，"换向"听成"换向头"，"宝兰线"说成"宝兰铁路"，"兰新线"记成"兰新铁路线"等情况，但核心信息不变。