Prolongement sud : de la Plaine Saint-Denis à la Gare Évangile
Un prolongement du Tram'Y était prévu au sud dans le cadre du dossier Paris 2012, afin de desservir le quartier olympique.
La ligne se serait poursuivie de Saint Denis-Porte de Paris à la plaine Saint Denis, en desservant la cité du Franc-Moisin à Saint-Denis, le Stade de France, la Gare de La Plaine - Stade de France, la station Proudhon - Gardinoux du prolongement de la ligne 12, la Porte d'Aubervilliers et terminerait à la future gare Évangile, donnant ainsi correspondance avec le RER E et le prolongement de la ligne ligne T3.
Compte tenu de l'échec de la candidature parisienne, cette extension au sud du Tram'Y n'est pas actuellement étudiée, malgré l'intérêt actif de la Ville de Paris et de Plaine-Commune sur ce projet, qui améliorerait fondamentalement l'accessibilité dans le secteur de la Plaine Saint Denis, qui redevient un pôle majeur de développement économique.
Toutefois, le projet de SDRIF rendu public en novembre 2006 réaffirme le projet du Tram'Y dans son ensemble, c'est-à-dire jusqu'à la future gare Évangile, et le contrat de projets Région-Département (CPRD) Région IDF / Ville de Paris de 2009 prévoit une enveloppe de 3 M€ au titre des études pour ce prolongement (conjointement avec le prolongement du T3 vers Porte d'Asnières).
La partie sud de la ligne desservirait donc :
- la Cité du franc-Moisin à Saint-Denis,
- le Stade de France,
- la gare de La Plaine - Stade de France (RER B),
- la future station Proudhon - Gardinoux (un moment appelée Aimé Césaire) de la ligne 12, située Place du Front Populaire, à la limite des communes de Saint-Denis (rue Proudhon) et Aubervilliers (rue des Gardinoux),
- la zone d'emploi de la Plaine Saint-Denis,
et terminerait à une nouvelle gare du RER E, la gare Évangile, dans le quartier du même nom à Paris. Cette station donnera également une correspondance avec le ligne T3 tout en améliorant la desserte du quartier de la porte d'Aubervilliers, qui constitue l'un des pôles de l'importante zone d'aménagement dite Paris Nord-Est.
Prolongements au nord
Par ailleurs, les villes voisines ont fait part de leurs souhaits de voir prolongé jusqu'à elles le Tram'Y : Montmagny pour la branche de Villetaneuse et Argenteuil pour celle d'Épinay-sur-Seine. Ces souhaits n'ont pas encore été pris en compte.