
蓮花池公園
北京西站的建設構想早在1950年代就已經(jīng)基本形成。歷史上曾經(jīng)先后于1975年至1976年、1981年至1985年和1989年至1993年三次進(jìn)行規劃和研究。1959年秋天,北京站剛剛建成之時(shí),時(shí)任國務(wù)院總理周恩來(lái)在審查北京市鐵路規劃的過(guò)程中,就肯定了要在北京建設一座西客站的建議。
1960年9月,在修改的北京鐵路樞紐總布置圖中,當時(shí)的構思是以北京西站和北京站作為樞紐主要客運站,并可能以四線(xiàn)并行地下隧道方式穿越北京市中心連接兩大車(chē)站,而西站的站址正對公主墳。北京市政府也相應地在城市總體規劃中在當時(shí)仍為市郊的蓮花池附近為之預留了土地,因此在此后的很長(cháng)一段時(shí)間內,蓮花池一帶一直是簡(jiǎn)易平房為主的倉庫區,沒(méi)有建設過(guò)永久性建筑。 
北京西站風(fēng)光
1975年至1976年,北京西站啟動(dòng)了第一次規劃和研究,提出了北京 西站的初步規劃方案,確定北京西站為通過(guò)式站型,站址位于今蓮花橋西南角,車(chē)站站臺、股道呈西北-東南走向,采用三角形廣場(chǎng),站房面向立交橋中心,最終由于政治原因而擱置。1981年至1985年,北京西站啟動(dòng)了第二次規劃和研究,通過(guò)方案論證提出了是車(chē)站中心正對羊坊店路的推薦方案,車(chē)站為通過(guò)式,站場(chǎng)設在北蜂窩路與三環(huán)路之間,今蓮花池東路以南,站臺西端距站中心180米,占用蓮花池公園約20畝綠地;客技站設在三環(huán)路和豐臺路之間,機務(wù)段、車(chē)輛段等設在三環(huán)路和規劃的四環(huán)路之間、萬(wàn)壽路一帶,最終由于建設費用的原因而擱置。 1989年至1993年,北京西站啟動(dòng)了第三次規劃和研究,正式采用了1983年達成共識的羊坊店路方案。1990年9月30日,北京市政府、原鐵道部、原郵電部向原國家計委提報北京西站的設計任務(wù)書(shū),提出投資20億元人民幣,計劃1991年動(dòng)工,1993年開(kāi)通使用,1994年完成收尾工作。1991年3月,該規劃獲國務(wù)院正式批復。

北京西站北站房
1989年,經(jīng)國務(wù)院批準,北京西站建設的前期搬遷任務(wù)展開(kāi)。1992年7月20日,北京西站建設領(lǐng)導小組作出了“一年準備,兩年半施工,半年調試運轉,1995年底建成通車(chē)”的總體部署。
1992年下半年,北京西站進(jìn)入先期施工階段,部分市政工程,例如新開(kāi)渠蓋板河、地鐵預埋、西三環(huán)道路拓寬等,以及西長(cháng)鐵路聯(lián)絡(luò )線(xiàn)崗洼特大橋等工程陸續開(kāi)工建設。 1995年4月,北京西站內外裝修、設備安裝全面展開(kāi),西長(cháng)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)鋪軌工程接近車(chē)站。
1995年6月6日,時(shí)任中共中央總書(shū)記、國家主席、中央軍委主席的江澤民為北京西站題寫(xiě)了站名。
1995年9月28日,第一列試運行列車(chē)經(jīng)西長(cháng)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)抵達北京西站,標志著(zhù)北京西站正式試運營(yíng)。

北京西站站臺
1995年11月7日,江澤民視察北京西站,在西站貴賓二廳聽(tīng)取西站建設總指揮部的匯報,觀(guān)看了北京西站地下綜合大廳和北站房外景。1996年1月21日,北京西站正式開(kāi)通運營(yíng)。
2001年,北京市政府在申辦奧運會(huì )之際,北京西站地區管委會(huì )對北京西站的公共設備和場(chǎng)所進(jìn)行全面整治和改造。
2003年下半年,由于北京西站的日發(fā)送列車(chē)設計能力遠遠不能滿(mǎn)足春運高峰期間的實(shí)際列車(chē)發(fā)送量,因此原鐵道部及北京鐵路局啟動(dòng)了北京西站二期工程,在原有6個(gè)站臺的基礎上增設三個(gè)站臺。同時(shí),對車(chē)站站臺進(jìn)行大規模改造,包括改善采光設施、改造雨篷、增高站臺等,改造后的雨棚是國內首例大跨度鋼結構雨棚。 
北京西站進(jìn)站大廳
2003年10月2日,北京西站出入境聯(lián)檢廳啟用,以供京九直通車(chē)乘客使用。2005年,為配合北京南站封站改造,北京西站又擴建了9號站臺和新建10號站臺,以分流部分北京南站的旅客客流。在擴建工程中,同時(shí)對1至7號站臺的雨棚進(jìn)行改建,并新建8至10號站臺的雨棚。 2005年12月,于1959年已經(jīng)提出的連接北京站與北京西站的北京地下直徑線(xiàn)開(kāi)工。
2010年11月10日,北京西站南廣場(chǎng)改造工程正式啟動(dòng)。工程完成后,南廣場(chǎng)將分流西站部分旅客,從而緩解西站北廣場(chǎng)的交通壓力。 2012年,途經(jīng)北京西站的京廣高速鐵路開(kāi)通運行。 2012年9月22日,改造完成的北京西站南廣場(chǎng)正式啟用。
2015年3月20日,北京地下直徑線(xiàn)建成通車(chē),使北京西站具備來(lái)自京哈鐵路等方向的旅客列車(chē)接發(fā)能力。 2020年1月9日,北京西站官方微博發(fā)布公告稱(chēng),為方便旅客出行,提高出行效率,自2020年1月10日起,北京西站將實(shí)現鐵路、地鐵安檢互認,換乘旅客只需一次安檢。 2021年2月7日,北京六大火車(chē)站共計發(fā)送旅客13.22萬(wàn)人,其中北京西站客流量最大,為5.8萬(wàn)人。