北京西站的建设构想早在1950年代就已经基本形成，1975年至1976年、1981年至1985年和1989年至1993年三次进行规划和研究。
1959年秋天，周恩来总理在审查北京市铁路规划的过程中，就肯定了要在北京建设一座西客站的建议。
1975年至1976年，第一次规划和研究，提出了北京西站的初步规划方案，确定站址位于今莲花桥西南角。
1981年至1985年，第二次规划和研究，通过方案论证，但由于建设费用的原因而搁置。
1989年至1993年，第三次规划和研究，正式采用了1983年达成共识的羊坊店路方案。1991年3月，该规划获国务院正式批复。1989年，搬迁开始。
1993年1月19日，开工建设。
1996年1月21日，北京西站正式开通运营。
