廣州，作為廣東省的省會，其交通基礎設施一直都是走在我國前端。其中，廣州市已經投入使用的火車站有廣州東站、廣州南站、廣州站（改建中）、廣州北站、廣州西站（春運臨時客運站）。但是隨著社會環境的飛速發展，廣州市現有的火車站也滿足不了現有的客運需求。所以廣東省有關部門為了解決這一問題，目前已經在建一個佔地面積超過廣州南站（約61.5萬平方米）的新火車站——廣州白雲火車站。
廣州白雲火車站是廣州鐵路樞紐「五主三輔」規劃下新建的客運站樞紐之一。位於廣州市白雲區新市街、唐靜街和石井街的交叉口。廣州火車站以南約5公裡，白雲新城以東約2公裡。它是廣州客運樞紐的主要客站之一。
廣州白雲火車站是一個綜合交通樞紐的大型客運站。項目規劃總用地面積263.26萬平方米，總建築面積約111.2萬平方米，總投資440多億元。其中，廣州白雲站及相關項目投資220億元，車站及綜合交通樞紐綜合項目投資223億元。
廣州白雲火車站項目包括:新建白雲(塘西)站、大朗客運站(含預留大朗機車周轉段)、現有廣州機務段改造、新建廣州北至白雲(塘西)站19.284公裡京廣線、新建廣州白雲至廣州西雙線5.14公裡、預留廣湛高鐵等需要同時實施的項目。
還包括綜合交通樞紐、配套車站工程、周邊配套市政道路工程(白雲二線、塘廈路、鐵路東路)、地鐵預留工程等的綜合建設。
廣州白雲站將設置11號站臺和26號站臺，每天運送8萬名乘客。廣州白雲站主站兩側將建設東西廣場，其中東廣場佔地23056平方米，西廣場佔地15799平方米。還將建設長途客運站、公交站、旅遊公交站和計程車站四大運輸站，分布在火車站東南和西北四個角落，地上三層，地下四層。
目前正在建設中，建設期為3.5年，預計將於2023年12月完工。項目建成後，可滿足未來廣州市區引進廣山、趕神、廣漢等高速列車的需求。未來，它將承擔樞紐內普通速度客運的主要功能，兼顧城際和高速客運的功能。