广州白云站是在始建于1916年的棠溪站的基础上升级扩建而成，具备办理京广高铁、广湛高铁、广清城际、京广铁路、广茂铁路等多条线路列车始发终到的作业条件，进一步提升了广州铁路枢纽的客运能力。 

广州白云站设有3条正线、21条到达出发线，21个客运站台面。车站站房共分7层， 其中地上3层、地下4层。地上3层自上而下分 别为高架商业层、高架候车层、站台层；地下1层为社会停车场层、地下2层为出站和综合交通换乘层，其余为城市轨道交通层，形成了方便快捷、高效换乘的综合立体交通枢纽。 

另外，在车站站房的东南、东北、西南和西北方向，运营中心、长途客运站、旅游大巴站场、公交站场组成了“四角交通核”，构筑一体化大交通格局。旅客从周边配套站场下车后，通过衔接平台，最短步行约50米即可进站候车，实现平层对接、无缝换乘。

广州白云站开通运营后，广州铁路枢纽各车站分工更加科学合理，对提高广州铁路枢纽客运能力，提升客运服务品质，推动粤港澳大湾区建设，促进粤港澳大湾区经济社会繁荣发展具有重要意义。