ความร่วมมมือระหว่างประเทศของโครงการรถไฟความเร็วสูงเชื่อมสามสนามบิน จุดประกายต่อเนื่องมาจากการ ประชุม ข้อริเริ่มสายแถบและเส้นทาง หรือเส้นทางสายไหมใหม่ (Belt and Road Forum for International Cooperation-BRF) ครั้งที่ 2 ณ กรุงปักกิ่ง สาธารณรัฐประชาชนจีน เมื่อวันที่ 25-29 เมษายน 2562 โดยมีผู้นำระดับสูง 38 ประเทศเข้าร่วม โดยการประชุมนี้ สี จิ้นผิง ประธานาธิบดีสาธารณรัฐประชาชนจีน ได้มีการพบกับ ชินโสะ อาเบะ นายกรัฐมนตรีญี่ปุ่น เพื่อยกระดับความสัมพันธ์จีนกับญี่ปุ่นในรูปแบบใหม่ จากที่เคยแข่งขันให้กลับมาเป็นความร่วมมือกันเพื่อที่จะไม่เป็นภัยคุกคามซึ่งกันและกัน ความสำเร็จที่ได้จากการพบกันครั้งนี้ทั้ง 2 ประเทศ ได้มีการตกลงความร่วมมือกันเพื่อพัฒนาโครงการในประเทศที่สาม โดยมีเป้าหมายแรก คือ 5 ประเทศในลุ่มแม่น้ำโขง
โดยเขตเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก (อีอีซี) ของประเทศไทย เป็นที่สนใจของทั้งจีนและญี่ปุ่น เนื่องจากมีโครงการลงทุนรถไฟความเร็วสูงเชื่อม 3 สนามบิน ดอนเมือง-สุวรรณภูมิ-อู่ตะเภา ซึ่งเป็นหนึ่งในโครงการสำคัญต่อการพัฒนาพื้นที่อีอีซีของประเทศไทย เพื่อรองรับการเติบโตทางด้านการค้าและการลงทุน และประธานาธิบดีสาธารณรัฐประชาชนจีนได้หยิบยกโครงการนี้ขึ้นมาว่า เป็นหนึ่งในเส้นทางสายไหมใหม่ กระทั่งโครงการรถไฟความเร็วสูงเชื่อมสามสนามบิน ดำเนินมาสู่ความสำเร็จในพิธีลงนามประวัติศาสตร์ ในวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ.2562 ณ ตึกสันติไมตรี ทำเนียบรัฐบาล ซึ่งในพิธีลงนามได้รับเกียรติจากเอกอัครราชทูต 3 ประเทศ ประกอบด้วย นายโลเรนโซ กาลันตี เอกอัครราชทูต สาธารณรัฐอิตาลีประจำประเทศไทย นายหลู่ย์ เจียน เอกอัครราชทูตสาธารณรัฐประชาชนจีนประจำประเทศไทย และนายชิโร ซะโดะชิมะ เอกอัครราชทูตญี่ปุ่น ประจำประเทศไทย ร่วมเป็นสักขีพยานพิธีลงนามในสัญญาและบันทึกความร่วมมือ (MOU) เพื่อสนับสนุนโครงการรถไฟความเร็วสูงเชื่อมสามสนามบินจึงเห็นได้ว่าโครงการนี้ถือเป็นโครงการประวัติศาสตร์สำคัญ ที่ทั้งสองประเทศสำคัญในเอเชีย จีนและญี่ปุ่นได้มีบทบาทร่วมมือผนึกกำลังกันโนโครงการสำคัญนี้