Sachverhalt: A. Am 1. April 2004 trat das Gesetz für ein Polizei- und Justizzentrum Zürich vom 7. Juli 2003 (PJZG; LS 551.4) in Kraft. § 2 PJZG sieht vor, dass der Kanton zur Verwirklichung des Polizei- und Justizzentrums Zürich (im Folgenden: PJZ) das Areal Güterbahnhof in Zürich erwirbt und auf diesem Areal eine Neuüberbauung erstellt. Die Baudirektion des Kantons Zürich liess einen Masterplan für das Gebiet zwischen Hohlstrasse, Hardplatz, Hardbrücke und Gleisfeld ausarbeiten (Masterplan Polizei-/Justizzentrum Zürich vom 5. Juli 2005). Dieser sieht den Ausbau der Hohlstrasse zu einem Boulevard sowie die Schaffung eines Platzes (Zypressenplatz) in der Verlängerung der Zypressenstrasse als Zugangsraum zum PJZ vor. Gestützt auf den Masterplan setzte die Baudirektion am 15. März 2007 den kantonalen Gestaltungsplan "PJZ - Polizei- und Justizzentrum Zürich" fest, der sich allerdings nur auf das Areal Güterbahnhof erstreckt und die Grundstücke nördlich der Hohlstrasse, die sich weitgehend im Privateigentum befinden, nicht umfasst. B. Im Jahr 2008 führten die ATEL Installationstechnik Management AG einerseits, Stadt und Kanton Zürich anderseits Gespräche über einen geeigneten Standort für ein Geschäftshaus, das die bestehenden Gebäude auf den Grundstücken Kat.-Nrn. 1643 und 6529 in Zürich-Aussersihl ersetzen sollte. Diese Grundstücke befinden sich zwischen dem vom Gestaltungsplan PJZ erfassten Areal Güterbahnhof und der Hohlstrasse im Bereich des Masterplans. Am 5. Dezember 2008 stellte die ATEL Installationstechnik Management AG ein Baugesuch für den Neubau eines Geschäftshauses mit Gastrobereich im Erdgeschoss sowie Unterniveaugarage auf den genannten Grundstücken sowie auf Kat.-Nr. 5383. Mit Weisung vom 6. Mai 2009 beantragte der Stadtrat Zürich dem Gemeinderat, die nördliche Baulinie der Hohlstrasse zwischen der Seebahnstrasse und dem Hardplatz um 12 m nach Norden zu verschieben, wodurch der Baulinienabstand von 24 m auf 36 m vergrössert werde. Am 19. Mai 2009 verweigerte die Bausektion der Stadt Zürich die baurechtliche Bewilligung für das Bauprojekt der ATEL Installationstechnik Management AG wegen Fehlens der planungsrechtlichen Baureife. Sie begründete dies im Wesentlichen damit, dass die Anbindung des neuen Stadtteils gemäss Masterplan von der Hohlstrasse übernommen werden solle, die zu einem Boulevard mit beidseitig durchgehenden Baumalleen und mittig gelegten Tramgleisen umgebaut werden solle. Der Masterplan sehe weiter vor, dass ein Platz den Zugangsraum des neuen PJZ und den Beginn der internen Hauptachse bilden solle. Das Neubauvorhaben komme auf eine Tiefe von 12 m in den voraussichtlich benötigten Baulinienbereich zu liegen, weshalb es nicht bewilligt werden könne. C. Dagegen gelangte die Baugesuchstellerin - nun unter der Firma Alpiq InTec Management AG - am 29. Juni 2009 mit Rekurs an die Baurekurskommission I des Kantons Zürich. Diese lud den Kanton Zürich und die Schweizerischen Bundesbahnen SBB zum Rekursverfahren bei. Mit Entscheid vom 29. Januar 2010 wies sie den Rekurs ab. Hiergegen erhob die Alpiq InTec Management AG am 4. März 2010 Beschwerde an das Verwaltungsgericht. D. Am 20. September 2010 lehnte der Kantonsrat den Objektkredit für den Neubau des PJZ ab. Daraufhin zog der Stadtrat von Zürich am 27. Oktober 2010 die Weisung vom 6. Mai 2009 betreffend Baulinien Hohlstrasse, Abschnitt Hardplatz bis Seebahnstrasse, zurück und beantragte gleichentags, der Baulinienabstand im Norden der Hohlstrasse, Abschnitt Hardplatz bis Seebahnstrasse, sei um 4 m von bisher 24 m auf 28 m zu erweitern. In der Begründung führte er aus, ein Baulinienabstand von 28 m gestatte die bessere Abdeckung der künftigen Bedürfnisse u.a. für das Tram sowie eine Veloroute; dagegen sei der ursprünglich vorgesehene Baulinienabstand von 36 m für einen Boulevard nicht mehr erforderlich, nachdem der Objektkredit für den Neubau des PJZ abgelehnt worden sei. Am 17. Januar 2011 beschloss der Kantonsrat auf Antrag des Regierungsrats die Aufhebung des PJZG. Gegen diesen Beschluss kam das Kantonsratsreferendum zustande. E. Am 4. Mai 2011 wies das Verwaltungsgericht die Beschwerde ab. Dagegen erhob die Alpiq InTec Management AG am 22. August 2011 Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beim Bundesgericht. Sie beantragt, den angefochtenen Entscheid aufzuheben und die Sache an die Bausektion des Stadtrates der Stadt Zürich zum Neuentscheid im Sinne der Erwägungen zurückzuweisen. F. Die SBB und die Baudirektion des Kantons Zürich beantragen, die Beschwerde sei abzuweisen und der Bauentscheid vom 19. Mai 2009 zu bestätigen. Die Stadt Zürich und das Baurekursgericht schliessen auf Abweisung der Beschwerde. Das Verwaltungsgericht beantragt, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Im weiteren Schriftenwechsel halten die Beteiligten an ihrer Anträgen fest. G. In der Abstimmung vom 4. September 2011 lehnte das Zürcher Stimmvolk die Aufhebung des PJZG ab. Am 11. Januar 2012 folgte der Gemeinderat der Stadt Zürich dem Antrag des Stadtrats vom 27. Oktober 2010 und setzte die Baulinien an der Hohlstrasse im Abschnitt Hardplatz bis Seebahnstrasse in einem Abstand von 28 m (statt bisher 24 m) fest. 