徐州站，建筑面积3.3万平方米，主楼高45米，高架候车室10000平方米，可同时容纳1万人候车。站内有5台10线、10个候车室，候车室面积共9851平方米，采用高架进站、线上候车、地道出站的流程方式组织旅客。
徐州站站场规模为5座站台、9股到发线（有效长度为650米）及1股走行线，可同时接发4个方向的列车。
1992年8月，徐州新客站工程正式开工，车站改造期间客运被分流至徐州西站和徐州站西运转场处理。
1996年，新客站竣工并投入使用，徐州站站房通过白色贴砖外立面、青色滤光玻璃、拱形天顶组成了类似风帆的造型，颇有即“一路顺风”的寓意，站名则由李可染题写。
2007年4月18日，京沪铁路开行动车组列车，但运行初期并没有列车停靠徐州站。6月1日开始，D31/32次列车停靠徐州站。9月10日开始，开行郑州到上海的D88/5、D82/3次列车，徐州站是其中的一个停靠站；同年12月21日起，新增加青岛至汉口的D151/153次和济南至郑州的D157/158次两对动车组列车停靠徐州站。
2008年3月18日开始，徐州站由济南铁路局改为上海铁路局管辖。随后徐州市政府和上海铁路局决定对徐州站进行进一步改造。同年4月18日，徐州站开行至上海站的D473/474次动车组列车。2008年9月，徐州站改造工程启用。改造工程分为两期：第一期为车站站场改造工程，工程总投资2.5亿元，包括兴建无站台柱雨棚。工程于2008年年底完工；第二期工程为站房外立面改造，于2009年底开工，2010年2月14日完工。
