Stormar krossade ett hål i havsmuren längs linjen ovanför havet i Dawlish, södra Devon 2014.
Järnvägslinjen tog två månader att reparera till en beräknad kostnad på 1 miljard pund för den lokala ekonomin.
Network Rail samråder med Devon och Cornwalls invånare om planerna.
De omfattar bl.a. förstärkning av försvar och klippor samt byggande av vågbrytare för att skydda linjen.
Mer om järnvägsskyddsarbetet vid kusten och andra nyheter från Devon och Cornwall
Cliffar bredvid linjen skulle stabiliseras och omformas så att de inte är lika branta under planerna.
Totalt 270 miljoner pund anslås för utgifter för prioriterade områden, inklusive kring Dawlish mellan 2019 och 2024.
Linjen förbinder Devon och Cornwall med resten av Storbritannien.
Skydda en viktig kust järnvägsspår från stigande havsnivåer och fallande klippor kommer att kosta cirka £ 650m, Network Rail har sagt.