Un projet de débranchement du Tram-train T4 vers le plateau de Clichy-Montfermeil, afin de desservir le grand ensemble de ces villes, est évoqué par le STIF à terme, et figure dans le projet de Schéma directeur de la région Île-de-France rendu public en novembre 2006. Il est évalué à 90 millions d'euros.
Cela permettrait aux habitants de Clichy de rejoindre Bondy (RER E) en 10 minutes, au lieu de 40 minutes environ en bus, comme actuellement, et de pouvoir accéder à d'importants pôles d'emploi, comme celui de l'aéroport Roissy-Charles-de-Gaulle.
Néanmoins, ce prolongement suscite une opposition de fait des villes traversées (Le Raincy et surtout Livry-Gargan et Les Pavillons-sous-Bois), les maires de ces villes n'ayant manifestement pas souhaité à proximité des élections municipales de 2008 entrer en contradiction avec des habitants qui ne voient pour beaucoup que les nuisances provoquées par cette extension (bruit, problèmes de circulation... et passage à proximité de leurs habitations d'une certaine population déshéritée du plateau, jeunes du grand ensemble en particulier) et se prononcent majoritairement contre. Ce blocage politique a suscité un tract ainsi qu'une manifestation de la part des élus du plateau le jour de l'inauguration du tram-train par les officiels, qui a semble-t-il provoqué la colère de Philippe Dallier, maire des Pavillons-sous-Bois et Sénateur de la Seine-Saint-Denis.
Philippe Dallier a rappelé lors de l'inauguration, qu'en 2000, avec son collègue socialiste de Bondy, Gilbert Roger, il avait été à l'origine d'un courrier signé par les maires de toutes les communes depuis Pantin jusqu'à Clichy-sous-Bois et Montfermeil, demandant la création d'un transport en commun en site propre (TCSP) sur la RN3. Cette solution permettrait en effet, selon lui, de régler à la fois le problème de la desserte du plateau de Clichy-Montfermeil et celui de cette route nationale saturée que des bus bondés parcourent à grand-peine. Redoutant les effets de l'arrivée du Train-Tram sur une RN3 non aménagée faute de crédits, il avait également ajouté « le temps est fini où l'on pouvait régler les problèmes des uns sur le dos des autres ».
D'autres élus se manifestent régulièrement pour réclamer la réalisation de ce débranchement, indispensable selon eux pour desservir ces quartiers populaires très enclavés. C'est par exemple le cas du conseiller régional Alain Amédro, président de la Commission des investissements et du suivi du contrat de plan État-Région du STIF qui réclame en octobre 2007 l'inscription de ce débranchement dans le contrat particulier que signera la Région avec le département de la Seine-Saint-Denis. De même Claude Dilain, maire de Clichy-sous-Bois, demande que la région tranche enfin sur le tracé de ce débranchement.
Fadela Amara, secrétaire d'État chargée de la politique de la Ville, s'est d'ailleurs rendue le 9 novembre 2007 à Clichy-sous-Bois en RER et en bus depuis Paris, afin d'apprécier la longueur et la qualité du trajet en transports en commun depuis la capitale. Elle a alors indique « Je ferai tout pour que les travaux démarrent au plus vite. ».
Le vice-président de la Région et du STIF, Serge Méry, demande donc à l'État de financer 30 % du coût du projet, ce qui permettrait aux travaux de commencer dès 2011. À défaut, la Région solliciterait le département de la Seine-Saint-Denis.
Le contrat de projets État-région d'Île-de-France 2007-2013 prévoit d'ores et déjà le financement d'études de ce projet, afin de « de déterminer en 2010 les opérations qui pourront bénéficier de crédits pour un engagement substantiel de leurs travaux avant » 2013.
En juillet 2008, le STIF approuve le dossier d'objectifs et de caractéristiques principales du prolongement. Deux familles de tracés sont retenues :
Il ne subsiste plus que deux tracés sur les six d'origine. Les tracés traversant les villes du Raincy et des Pavillons-sous-Bois sont abandonnés sans concertation préalable. Le conseil municipal de Livry-Gargan demande en conséquence au STIF que toutes les variantes de tracés et de modes de transport soient présentés lors des procédures de débat public et de concertation préalable. Ces deux tracés auraient pu être présentées en concertation préalable durant l'automne 2008 mais cette procédure est reportée devant la contestation exigeant que l'intégralité des variantes soient présentées.
Le 10 juin 2009, un calicot réclamant le tram est apposé aux frontons des mairies de Clichy-sous-Bois et Montfermeil et un site Internet a été ouvert par la communauté d'agglomération de Clichy-sous-Bois / Montfermeil (CACM). Ces points marquent un tournant dans la revendication des deux villes en faveur du tram.
La concertation officielle s'est déroulée du 1er septembre 2009 au 31 octobre 2009. Le STIF choisit alors de poursuivre les études et la concertation sur le principe de deux variantes plébiscitées, afin d'en étudier l'impact et les conséquences sur l'exploitation de la ligne et le trafic routier. Les tracés écartant la desserte du bas-Clichy ou imposant un temps de parcours plus long ont été largement rejetés lors de la concertation.
Par ailleurs, le prolongement de la ligne au pôle multimodal de Noisy le Sec (T1, Tangentielle Nord), figure également au projet de Schéma directeur de la région Île-de-France. Certaines associations réclament le prolongement de la ligne à Paris, afin d'éviter une rupture de charge. Un autre prolongement est envisagé au nord vers Garonor et le centre commercial O'Parinor via l'ex-RN2 et la RN 370 à la hauteur de Rougemont - Chanteloup.
Le plan des voies à Bondy, avec saut-de-mouton d'une voie tram-train au-dessus du faisceau de la « ligne 1 » n'exclut pas un raccordement vers Noisy-le-Sec et Paris, au prix d'un cisaillement des deux voies tramway (passage de la circulation à droite en mode tramway à la circulation à gauche en mode train). La continuité électrique 25 kV est ici assurée. À Aulnay, hormis une voie d'accès à des garages non électrifiés qui traverse, sans jonction, les voies du tramway, les deux réseaux sont indépendants.