广州白云站于2020年10月开始动工，目前进入二期工程重点项目建设——地下基础底板施工作业阶段。工程正在稳步推进中，预计2023年具备开通条件，为助力构建“轨道上的大湾区”奠定坚实基础。
广州白云站位于广东省广州市京广普铁棠溪站北场，距离广州站约5公里。车站前身为西联火车站，始建于民国5年（1916年），为粤汉铁路的车站。后经多次扩建，成为广州铁路枢纽内主要的编组站。
2017年，为加快铁路基础设施网络建设，提升铁路运输服务品质，铁路部门规划重建棠溪火车站，并更名为广州白云站。
2020年，车站建设正式启动。
同时，项目设计人员还提出“可伸缩的车站、会呼吸的广场”智能概念，整体采用“方圆”布局，外方为城，总占地面积为34万平方米；内圆为站，总占地面积为9.7万平方米。方与圆之间是两个“呼吸广场”，平时作为舒适宜人的休闲景观广场，春运时上方将伸出大型顶棚，变身容纳大量旅客临时停留并可直接进站的“扩展候车室”，旅客容量可以增大3倍。
目前，车站已完成约4000吨的钢结构花瓣拼装工程作业，车站“云山珠水、木棉花开”的靓丽外观见雏形。
广州白云站是全国铁路规划中的重要项目，也是广州铁路枢纽规划“五主四辅”客站中的主要客站之一，其中“五主”是指广州站、广州东站、广州南站、佛山西站和广州白云站，“四辅”是指广州北站、南沙站、新塘站、黄埔站。
站场规模达11台24线，以普铁为主、高铁及城际为辅，配套有游客中心、长途客运中心、旅游大巴站场和城市公交站场，将成为站城融合、交通综合、功能复合、生态结合、智能统合，具有岭南特色的全新TOD（即以公共交通为导向的开发模式）大型综合交通枢纽，是亚洲最大的火车站综合枢纽之一。
建成后的白云站将承接广州站和广州东站的全部普速客车，是广州站和广州东站未来更新改造的前置条件。随着后期广州站、广州东站改造完成，未来“高铁进市区”的建设进程将快速推进，进一步破解广州铁路枢纽运能瓶颈。
未来，粤港澳大湾区内高铁、普铁、城际等将得以有效融合衔接，推动形成“轴带支撑、极轴放射”的多层次铁路网络，逐步构建和完善“轨道上的大湾区”。
